一种半封闭空间辅助喷砂机器人的制作方法

本实用新型涉及一种喷砂装置，特别是一种半封闭空间辅助喷砂机器人。

背景技术：

钢结构在船舶和建筑中占有重要的作用，钢结构为了防止腐蚀需要进行涂装，若涂装不彻底则漏涂部分会产生严重的腐蚀。涂装前需要进行有效的表面处理，如喷砂打磨等，良好的喷砂处理是钢结构涂装质量的有力保证，钢结构的大部分位置还是比较容易喷砂的，但钢结构的半封闭空间因为结构复杂或者空间狭窄很难进行喷砂。如附图1所示，为了对半封闭空间进行有效的喷砂，市场上出现一种专用于圆形横截面钢管的管道内壁喷砂装置，主要由主体部分91、行走机构 92和喷砂装置93组成，其中行走机构92保证整个装置在管道内壁的稳定移动，该装置能对规则的管道内壁进行有效喷砂，效率高，喷砂质量高。但该喷砂装置主要适用圆形横截面的管道，勉强适用方形横截面管道，对于其他形状横截面的钢结构不太适用；一些钢结构为了结构稳定等因素会在内部加装加强板，行走机构难以适用。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供了一种半封闭空间辅助喷砂机器人。

为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种半封闭空间辅助喷砂机器人，包括：

喷砂装置，其包括喷头、喷砂管和管状主体，所述喷头与喷砂管连接，所述喷头固定在管状主体上；

刚性连接杆，其通过第一连接机构与喷砂装置的管状主体连接；

至少一个支撑装置，所述支撑装置包括底座、第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和第二支撑杆竖直设置在底座上，所述第一支撑杆和第二支撑杆顶部设有用于对所述刚性连接杆支撑限位的圆环体；

牵引装置，其与所述刚性连接杆上远离喷砂装置的一端连接，所述牵引装置拉动所述刚性连接杆进而带动喷砂装置在半封闭空间内移动。

本实用新型相较于现有技术，通过设置在半封闭空间外部的支撑装置对刚性连接杆支撑限位，从而使刚性连接杆一端的喷砂装置伸入半封闭空间内，由于喷砂装置和刚性连接杆比较细长，能够适应具有不同规格/横截面半封闭内部空间的钢结构，同时避开半封闭空间内部的筋位阻挡，实现有效的喷砂作业。

进一步地，所述第一连接机构包括设于所述管状主体尾端的第一法兰盘、连接在刚性连接杆头端的第二法兰盘、连接在第一法兰盘和第二法兰盘之间的连杆。

采用上述优选的方案，能够方便稳定地实现喷砂装置和刚性连接杆之间的连接。

进一步地，所述管状主体的头部设有第一测距传感器组，所述第一测距传感器组包括周向排列的多个红外测距传感器，所述第一法兰盘固定在管状主体上，所述第一法兰盘和第二法兰盘之间的连杆数量为3个，3个连杆为同圆周等间距设置，所述连杆的一端通过球关节结构连接在第一法兰盘上，所述连杆的另一端杆体上设有外螺纹，所述连杆的外螺纹部分连接有调节螺母，所述调节螺母可转动地卡设在所述第二法兰盘上，所述调节螺母的外周套设有离合器，离合器外周设有第一传动齿，离合器经中间齿轮与驱动马达的驱动齿轮传动连接。

采用上述优选的方案，根据第一测距传感器组中各个红外测距传感器检测的距半封闭空间侧壁的距离数据，得到喷砂装置头部所处在半封闭空间的中心偏移状态，再通过调节3个连杆在第一法兰盘和第二法兰盘之间的长度，进行喷砂装置角度的微量调整，实现中心偏移量的补偿，确保得到均匀稳定的喷砂质量。

进一步地，所述第一支撑杆和第二支撑杆均为高度可调节的多杆式结构。

采用上述优选的方案，第一支撑杆和第二支撑杆的高度可调节，可以适应不同的应用场合，便于使刚性连接杆调整到半封闭空间的中心位置。

进一步地，所述刚性连接杆上间隔设有第二测距传感器组和第三测距传感器组，所述第二测距传感器组和第三测距传感器组都包括周向排列的多个红外测距传感器；所述第二支撑杆底部设有上下移动驱动机构和左右平移驱动机构，所述上下移动驱动机构包括导向筒体、第一丝杆、第一丝杆螺母和第一驱动电机，所述第二支撑杆的底部与第一丝杆螺母连接，所述第一丝杆螺母卡设在导向筒体上竖直设置的导向槽内，所述第一驱动电机可驱动第一丝杆转动，进而带动第二支撑杆随第一丝杆螺母沿导向筒体的导向槽上下移动；所述左右平移驱动机构包括平移导轨、第二丝杆、第二丝杆螺母和第二驱动电机，所述平移导轨及第二丝杆沿左右向水平设置在底座上，所述第二丝杆螺母设置在平移导轨上，所述导向筒体竖直固定在第二丝杆螺母上，所述第二驱动电机可驱动第二丝杆转动，从而带动第二支撑杆随第二丝杆螺母沿所述平移导轨左右平移。

采用上述优选的方案，通过第二测距传感器组和第三测距传感器组分别得到刚性连接杆在半封闭空间的中心偏移状态，根据刚性连接杆的倾斜状态，通过上下移动驱动机构和左右平移驱动机构进行第二支撑杆的上下左右的小幅调整，从而使刚性连接杆尽可能保持在半封闭空间的中心，防止与半封闭空间的干涉。

进一步地，所述底座上设有多个滚轮，所述滚轮可收起而使底座底面与地面接触。

采用上述优选的方案，滚轮下压可以方便支撑装置的移动，滚轮收起可以确保底座与地面接触，提高支撑装置的稳固性。

进一步地，所述刚性连接杆由多段杆体组合而成，各杆体间通过螺纹连接。

采用上述优选的方案，可以方便放置和携带。

进一步地，所述牵引装置包括下支座、伸缩杆、上支座、电机、减速传动装置、转轴、钢丝绳和控制装置，所述伸缩杆安装在下支座上，所述上支座安装在伸缩杆顶部，所述电机经减速传动装置带动转轴转动，实现钢丝绳对刚性连接杆的拉动，所述控制装置与电机信号连接。

采用上述优选的方案，控制装置上带有液晶显示器、按键板和USB 接口，操作人员可根据需要输入程序，让电机遵循既定程序转动，从而带动管道内壁喷砂装置在钢结构半封闭空间内部按程序设定的要求移动，以确保在钢结构不同结构特征的区域采取不同的移动速度，提高喷砂质量。

进一步地，所述牵引装置包括牵引车、伸缩杆、钢丝绳和控制装置，所述钢丝绳一端连接在刚性连接杆上，所述钢丝绳另一端固定在伸缩杆顶端；所述控制装置与牵引车信号连接；随着牵引车的移动，钢丝绳拉动刚性连接杆和喷砂装置在半封闭空间内移动。

进一步地，所述牵引车车轮安装有履带。

采用上述优选的方案，牵引车的移动更为灵活方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术专用于圆形横截面钢管的管道内壁喷砂装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图4是本实用新型第一连接机构一种实施方式的结构示意图；

图5是本实用新型第一连接机构另一种实施方式的结构示意图；

图6是图5中第一连接机构的截面向结构示意图；

图7是本实用新型支撑装置一种实施方式的结构示意图；

图8是本实用新型支撑装置滚轮一种实施方式的结构示意图；

图9是本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图10是本实用新型支撑装置另一种实施方式的结构示意图；

图11是本实用新型支撑装置另一种实施方式的结构示意图；

图12是本实用新型刚性连接杆一种实施方式的结构示意图；

图13是本实用新型牵引装置一种实施方式的结构示意图；

图14是本实用新型牵引装置另一种实施方式的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

1-喷砂装置；11-喷头；12-喷砂管；13-管状主体；14-第一测距传感器组；2-刚性连接杆；21-第二测距传感器组；22-第三测距传感器组；3-第一连接机构；31-第一法兰盘；32-第二法兰盘；33-连杆； 34-调节螺母；35-离合器；36-中间齿轮；37-驱动马达；4-支撑装置； 41-底座；411-滚轮；42-第一支撑杆；43-第二支撑杆；44-圆环体； 45-上下移动驱动机构；451-导向筒体；452-第一丝杆；453-第一丝杆螺母；454-第一驱动电机；46-左右平移驱动机构；461-平移导轨； 462-第二丝杆；463-第二丝杆螺母；464-第二驱动电机；5-牵引装置； 51-下支座；52-伸缩杆；53-上支座；54-电机；55-减速传动装置；5 6-转轴；57-钢丝绳；58-控制装置；61-牵引车；62-伸缩杆；63-钢丝绳；64-控制装置；91-主体部分；92-行走机构；93-喷砂装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2-4、7所示，一种半封闭空间辅助喷砂机器人，包括：

喷砂装置1，其包括喷头11、喷砂管12和管状主体13，喷头11 与喷砂管12连接，喷头11固定在管状主体13上；

刚性连接杆2，其通过第一连接机构3与喷砂装置1的管状主体 13连接；

至少一个支撑装置4，支撑装置4包括底座41、第一支撑杆42 和第二支撑杆43，第一支撑杆42和第二支撑杆43竖直设置在底座 41上，第一支撑杆42和第二支撑杆43顶部设有用于对刚性连接杆2 支撑限位的圆环体44；

牵引装置5，其与刚性连接杆2上远离喷砂装置的一端连接，牵引装置5拉动刚性连接杆2进而带动喷砂装置1在半封闭空间内移动。

采用上述技术方案的有益效果是：通过设置在半封闭空间外部的支撑装置4对刚性连接杆2支撑限位，从而使刚性连接杆2一端的喷砂装置1伸入半封闭空间内，由于喷砂装置1和刚性连接杆2比较细长，能够有效避开半封闭空间内部的筋位阻挡，实现有效的喷砂作业。

在本实用新型的另一些实施方式中，喷砂装置1可以从现有技术中专用于圆形横截面钢管的管道内壁喷砂装置的基础上拆除相关行走机构92，并根据需要增加必要的部件或进行其他必要改进。

如图4所示，在本实用新型的另一些实施方式中，第一连接机构 3包括设于管状主体13尾端的第一法兰盘31、连接在刚性连接杆2 头端的第二法兰盘32、连接在第一法兰盘31和第二法兰盘32之间的连杆33。采用上述技术方案的有益效果是：能够方便稳定地实现喷砂装置1和刚性连接杆2之间的连接。

如图4、5、6所示，在本实用新型的另一些实施方式中，管状主体13的头部设有第一测距传感器组14，第一测距传感器组14包括周向排列的多个红外测距传感器，第一法兰盘31固定在管状主体13上，第一法兰盘31和第二法兰盘32之间的连杆33数量为3个，3个连杆为同圆周等间距设置，连杆33的一端通过球关节结构连接在第一法兰盘31上，连杆33的另一端杆体上设有外螺纹，连杆33的外螺纹部分连接有调节螺母34，调节螺母34可转动地卡设在第二法兰盘32 上，调节螺母34的外周套设有离合器35，离合器35外周设有第一传动齿，离合器35经中间齿轮36与驱动马达37的驱动齿轮传动连接。采用上述技术方案的有益效果是：根据第一测距传感器组14中各个红外测距传感器检测的距半封闭空间侧壁的距离数据，得到喷砂装置 1头部所处在半封闭空间的中心偏移状态；当中心偏移度超出规格时，驱动马达37转动，根据偏移状态选择需要调节长度的连杆33，使与连杆33对应的离合器35得电吸合带动调节螺母34转动，进而实现连杆33在第一法兰盘31和第二法兰盘32之间的长度调整，进行喷砂装置1角度的微量调整，实现中心偏移量的补偿，确保得到均匀稳定的喷砂质量。

如图7所示，在本实用新型的另一些实施方式中，第一支撑杆42 和第二支撑杆43均为高度可调节的多杆式结构。采用上述技术方案的有益效果是：第一支撑杆42和第二支撑杆43的高度可调节，可以适应不同的应用场合，便于使刚性连接杆2调整到半封闭空间的中心位置。

如图9-11所示，在本实用新型的另一些实施方式中，刚性连接杆2上间隔设有第二测距传感器组21和第三测距传感器组22，第二测距传感器组21和第三测距传感器组22都包括周向排列的多个红外测距传感器；第二支撑杆43底部设有上下移动驱动机构45和左右平移驱动机构46，上下移动驱动机构45包括导向筒体451、第一丝杆 452、第一丝杆螺母453和第一驱动电机454，第二支撑杆43的底部与第一丝杆螺母453连接，第一丝杆螺母453卡设在导向筒体451上竖直设置的导向槽内，第一驱动电机454可驱动第一丝杆452转动，进而带动第二支撑杆43随第一丝杆螺母453沿导向筒体451的导向槽上下移动；左右平移驱动机构46包括平移导轨461、第二丝杆462、第二丝杆螺母463和第二驱动电机464，平移导轨461及第二丝杆462 沿左右向水平设置在底座41上，第二丝杆螺母463设置在平移导轨 461上，导向筒体451竖直固定在第二丝杆螺母463上，第二驱动电机464可驱动第二丝杆462转动，从而带动第二支撑杆43随第二丝杆螺母463沿所述平移导轨461左右平移。采用上述技术方案的有益效果是：通过第二测距传感器组21和第三测距传感器22组分别得到刚性连接杆2在半封闭空间的中心偏移状态，根据刚性连接杆2的倾斜状态，通过上下移动驱动机构45和左右平移驱动机构46进行第二支撑杆43的上下左右的小幅调整，从而使刚性连接杆2尽可能保持在半封闭空间的中心，防止与半封闭空间的干涉。

如图7、8所示，在本实用新型的另一些实施方式中，底座41上设有多个滚轮411，滚轮411可收起而使底座41底面与地面接触。采用上述技术方案的有益效果是：滚轮411下压可以方便支撑装置的移动，滚轮411收起可以确保底座与地面接触，提高支撑装置4的稳固性。

如图12所示，在本实用新型的另一些实施方式中，刚性连接杆2 由多段杆体组合而成，各杆体间通过螺纹连接。采用上述技术方案的有益效果是：可以方便放置和携带。

如图13所示，在本实用新型的另一些实施方式中，牵引装置5 包括下支座51、伸缩杆52、上支座53、电机54、减速传动装置55、转轴56、钢丝绳57和控制装置58，伸缩杆52安装在下支座51上，上支座53安装在伸缩杆52顶部，电机54经减速传动装置55带动转轴56转动，实现钢丝绳57对刚性连接杆2的拉动，控制装置58与电机54信号连接。采用上述技术方案的有益效果是：控制装置58上带有液晶显示器、按键板和USB接口，操作人员可根据需要输入程序，让电机遵循既定程序转动，从而带动管道内壁喷砂装置在钢结构半封闭空间内部按程序设定的要求移动，以确保在钢结构不同结构特征的区域采取不同的移动速度，提高喷砂质量。

如图14所示，在本实用新型的另一些实施方式中，牵引装置5 包括牵引车61、伸缩杆62、钢丝绳63和控制装置64，钢丝绳63一端连接在刚性连接杆2上，钢丝绳63另一端固定在伸缩杆62顶端；控制装置64与牵引车61信号连接；随着牵引车61的移动，钢丝绳63拉动刚性连接杆2和喷砂装置1在半封闭空间内移动；牵引车61 车轮安装有履带。采用上述技术方案的有益效果是：牵引车的移动更为灵活方便。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。