一种高温锅炉内清洁机器手臂的制作方法

本发明涉及机械手臂，特别是涉及一种高温锅炉内清洁机器手臂。

背景技术：

1、锅炉作为普遍使用的燃烧设备，其在作业时，炉内具有高温、强碱、强酸、积灰等情况，容易对炉内壁造成磨损与腐蚀，从而影响传热系数、降低锅炉热效率、引起高温腐蚀和增加气态污染物排放，更严重时会导致机组降负荷运行或停炉，甚至引起锅炉爆管爆炸等危险事故。从而极大的影响锅炉的使用和安全。因此，使用锅炉的企业，在锅炉使用一定时间后，均需要停炉，对锅炉内壁进行维护与清洗，一般垃圾焚烧炉每年需停炉至少两次。停炉维护不但要中断企业日常的经营活动，还需要支付高昂的维护费用，并且部分锅炉高度高，属于高危人工作业。因此，亟需一种能够在锅炉工作时，进行清灰处理的装置，来解决锅炉的企业为之头痛的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高温锅炉内清洁机器手臂，以解决上述现有技术存在的问题，能够很好地解决了高温炉内结灰清洁问题，机械臂的三个关节保证了其工作范围广，操作灵活，适应不同位置。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种高温锅炉内清洁机器手臂，包括旋转接头、驱动单元、一臂、二臂、三臂、四臂、底座及进给机构和冷却系统；

4、所述旋转接头设置于所述驱动单元的首端，所述旋转接头用于连接外部清洁介质管路和冷却介质管路，并将外部冷却介质分别接入所述一臂、所述二臂和所述三臂的冷却介质通道内，所述旋转接头还将清洁介质接入所述四臂的清洁介质通路内；

5、所述驱动单元的末端通过过渡支撑套筒连接所述一臂，所述过渡支撑套筒的末端连接所述一臂，所述过渡支撑套筒上设置有驱动所述一臂旋转的一臂回转驱动；所述二臂设置于所述一臂的顶部，且所述一臂的末端连接所述二臂的末端构成第一关节，所述三臂设置于所述二臂的顶部，且所述二臂的首端连接所述三臂的首端构成第二关节，所述三臂的末端连接所述四臂；

6、所述驱动单元包括二臂摆动驱动和三臂摆动驱动，所述二臂摆动驱动和三臂摆动驱动分别连接二臂传动轴和三臂传动轴，所述二臂摆动驱动的动力由所述二臂传动轴经过所述一臂末端的齿轮箱传到所述第一关节上，从而带动所述二臂进行摆动；所述三臂摆动驱动的动力由所述三臂传动轴经过所述一臂末端的齿轮箱后，再通过链轮传动结构传至第二关节，从而带动所述三臂进行摆动；所述四臂由设置于所述三臂末端的四臂驱动驱动摆动，所述四臂通过所述旋转接头连接外部清洁介质管路，用于向锅炉内壁喷射清洁介质；

7、所述底座及进给机构包括底座和进给机构，所述过渡支撑套筒的底部通过支架与所述底座滑动连接，通过所述进给机构驱动所述支架在所述底座上滑动实现所述过渡支撑套筒带动所述一臂、二臂、三臂和四臂进给作业。

8、1.优选地，所述冷却系统包括冷却介质通道、水冷板组、第一关节旋转接头和第二关节旋转接头；

9、所述一臂由首端到尾端依次为圆柱体段、l型方形结构段和u型结构段，所述圆柱体段和所述u型结构段上设置有冷却介质通道一且外部设置有保护板，所述l型方形结构段上安装有水冷板一，所述冷却介质从外部经由所述旋转接头进口进入设备内部，顺着内部管道通到所述一臂，通过所述一臂上的进口对接块进入到所述一臂的圆柱体段上的冷却介质通道一内，在通过所述l型方形结构段的水冷板一内的管组后再进入u型结构段的冷却介质通道一内，在流动过程中通过所述保护板吸收热量，保护内部组件，最后流向所述一臂出口，通过出口对接块流回到外部进行热交换；

10、所述二臂包括中部的矩形结构段和设置于所述矩形结构段两端的u型结构段，所述u型结构段上设置有冷却介质通道二且外部设置有保护板，所述矩形结构段上安装有水冷板二，所述冷却介质从外部经由所述旋转接头进口进入设备内部，顺着内部管道通到第一关节处的第一关节旋转接头，通过所述二臂上的进口对接块进入所述二臂靠近所述第一关节处的u型结构段的冷却介质通道二内，在中途通过所述水冷板二内的管组后再进入另一端的所述u型结构段的冷却介质通道二内，冷却介质流经一圈后再通过所述第一关节旋转接头返回到外部；

11、所述三臂包括靠近所述第二关节的u型结构段和圆柱体段，所述u型结构段和圆柱体段上均设置有冷却介质通道三且外部设置有保护板，所述冷却介质从外部经由所述旋转接头进口进入设备内部，顺着内部管道通到第一关节处的第一关节旋转接头，再通过第一关节旋转接头顺着内部管道到达第二关节处的第二关节旋转接头，通过三臂进口对接块进入所述三臂的u型结构段的冷却介质通道三内，再流入所述三臂的圆柱体段的冷却介质通道三内，冷却介质流经一圈后再通过所述第二关节旋转接头返回到所述第一关节旋转接头，再返回到外部。

12、优选地，所述旋转接头包括内套和外套，所述内套和外套之间设置有若干独立的环形通道，所述外套设置的外部设置有分别连通各所述环形通道的外套水管接头，所述内套的端部设置有若干分别连通各所述环形通道的内套管水管接头。

13、优选地，所述第一关节旋转接头和所述第二关节旋转接头均包括轴套和芯轴，所述轴套套设于所述芯轴的外部，所述轴套与所述芯轴之间沿周向分布有若干环形介质通道，且相邻两所述环形介质通道之间的所述轴套和芯轴之间设置有密封件，所述轴套上设置有若干分别连接所述环形介质通道的介质通入口，所述芯轴上设置有若干分别连接所述环形介质通道的介质通道出口。

14、优选地，所述三臂的末端外侧还设置有poe探头摄像头，所述poe探头摄像头的外部安装带有冷却通道的相机保护外壳，所述相机保护外壳上的冷却通道与所述三臂的冷却介质通道三连通。

15、优选地，所述三臂末端的所述四臂驱动的末端还设置有热电偶，所述热电偶用于实时监测机械臂工作温度并传回终端，便于人员监控炉内状况。

16、优选地，驱动所述一臂旋转的一臂回转驱动为连接有减速机的伺服电机一。

17、优选地，所述二臂摆动驱动和所述三臂摆动驱动分别为伺服电机二和伺服电机三，所述伺服电机二连接所述二臂传动轴的动力输入端，所述伺服电机三连接所述三臂传动轴的动力输入端，所述二臂传动轴和所述三臂传动轴的动力输出端连接齿轮箱，传递动力给各传动齿轮；所述齿轮箱内设置有第一关节旋转接头、二臂传动齿轮、三臂传动齿轮和三臂传动链轮一，所述二臂传动齿轮套设于第一关节旋转接头的轴套的外部并与所述二臂相连，带动所述二臂进行摆动；所述三臂传动齿轮一端与齿轮箱内齿轮啮合，另一端与三臂传动链轮一连接；

18、所述第一关节旋转接头的芯轴安装在第一关节旋转接头的轴套内，所述芯轴能够跟随所述二臂旋转；所述第一关节旋转接头的轴套与所述一臂相连；

19、所述第二关节处的第二关节旋转接头的轴套外部安装有三臂传动链轮二，所述三臂传动链轮一通过链条像所述三臂传动链轮二传输动力；所述三臂传动链轮二连接所述三臂，带动所述三臂进行摆动；

20、所述第二关节旋转接头的芯轴安装在第二关节旋转接头的轴套内，所述第二关节旋转接头的芯轴连接所述二臂并能够跟随所述二臂旋转；所述第二关节旋转接头的轴套外部安装所述三臂传动链轮二并能够跟随所述三臂传动链轮二转动。

21、优选地，所述四臂驱动固定在所述三臂末端的挡板上，所述四臂驱动包括带有行星减速机的伺服电机四，所述四臂驱动的尾部输出轴与圆锥齿轮一连接，所述圆锥齿轮一与套设在旋转芯轴外部的圆锥齿轮二啮合，所述旋转芯轴的顶部连接所述四臂，所述旋转芯轴的底部一侧设置有旋转腔体，所述旋转腔体外接介质管路，内接所述旋转芯轴，将清洁介质输送到四臂内部的清洁介质通路内并喷出。

22、本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

23、1、本发明提供的高温锅炉内清洁机器手臂，很好地解决了高温炉内结灰清洁问题，机械臂的三个关节保证了其工作范围广，操作灵活，适应不同位置；采用旋转接头的形式可以在机械臂摆动的同时输送冷却介质与清洁介质，可串接多个实施部件，多个实施部件的介质回路均互不干涉，且均可单独作用至实施部件，为工作臂提供冷却效果保护内部零件；传动方式上采用花键轴与齿轮组结构，传动平稳可靠；机械臂工作段上具有相机与热电偶等监测单元，实时上传炉内数据，便于监控工作情况。

24、2、本发明提供的高温锅炉内清洁机器手臂，通过在关节处设置旋转接头，在旋转接头轴套外围套接复合齿轮，使得各种介质可以在相互转动（超过360°）的各个关节臂中传递，每个关节臂上均能串接介质回路，且各个介质回路相互独立，互不相通，达到充分热交换的目的。

25、3、本发明提供的高温锅炉内清洁机器手臂，配置冷却系统，能在锅炉内部高温环境中工作，实现高温环境的清洁作业。且能够实现远端动力的传输与执行。