一种烟管清理机构及清理机器人的制作方法

本发明涉及一种清理装置，尤其是一种用于船舶锅炉的烟管清理装置，具体是一种烟管清理机构及清理机器人。

背景技术：

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体，通常锅炉工作中不可以免的需要进行燃烧废气的排放，需要装配烟管，而烟管在进行长久的废气流通后，在烟管内壁会残留有大量的烟尘粉末，甚至结成较为坚固的烟垢，对烟管造成腐蚀，影响烟管内气流的正常流通，因此，需要定期的对烟管进行清理和维护，尤其是对于船舶烟管等，长期连续的进行工作，其清理工作尤为重要。

以前传统处理的办法是直杆前加装一个锅炉烟丝刷来清理，其效率低下，而现有的烟管清理装置多通过连接转动装置的清理刀具，逐步从端口伸入烟管内，利用转动装置带动清理刀具自动对烟管内壁进行清理，清理工作的效率和效果得到极大的改善。

然而，现有的转动装置带动清理刀具的工作仍需要人工的对伸入烟管的长度进行控制，由此引出产生的弊端：一方面仍需要人工付出劳动，自动化程度较低，烟管清理的效率仍存在提升空间；二来人工控制无法保证对烟管内壁的彻底均匀清理，清理效果也有待提高，因此需要一种自动化程度高、清理彻底的烟管清理装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种烟管清理机构及清理机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种烟管清理机构，包括机体，所述机体中设有与烟管截面相匹配的清理头，所述清理头连接转动驱动装置，所述清理头和转动驱动装置连接用于在烟管中进行直线运动的的固定推动组件，固定推动组件电性连接机体中的控制器。

作为本发明进一步的方案：所述转动驱动装置为转动电机，清理头连接转动电机的输出端。

作为本发明再进一步的方案：所述固定推动组件包括驱动气缸及三爪气缸，所述驱动气缸的伸缩端与烟管的轴向平行且固定连接三爪气缸，三爪气缸上设有伸缩方向垂直于烟管轴向的三组伸缩卡爪，驱动气缸及三爪气缸均电性连接机体中的控制器。

作为本发明再进一步的方案：所述机体的外侧设置有若干支架，支架通过支柱连接在机体上。

作为本发明再进一步的方案：所述支柱上套接有弹簧。

作为本发明再进一步的方案：所述三爪气缸的伸缩卡爪端头设置吸附组件。

本申请的另一个目的在于，提出一种清理机器人，所述清理机器人包括上述的烟管清理机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该机构及机器人通过驱动气缸与三爪气缸的配合，实现在烟管内的自动直线运动，在机体进行直线运动的同时，转动电机始终带动清理头进行转动，对烟管内壁的烟尘粉末及烟垢进行稳定的清理，极大的提升了烟管清理的自动化，提高烟管清理工作效率，且直线运动频率稳定，使得清理工作均匀、稳定的在烟管内壁开展，清理除垢的效果得到显著提升，本发明结构及简单、实用性强、易于使用和推广。

附图说明

图1为烟管清理机构的结构示意图。

其中：清理头1、转动电机2、支架3、驱动气缸4、三爪气缸5、烟管6、支柱7、弹簧8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1，本发明实施例中，一种烟管清理机构，包括机体，所述机体中设有与烟管6截面相匹配的清理头1，所述清理头1连接转动驱动装置，所述转动驱动装置为转动电机2，清理头1连接转动电机2的输出端，由转动电机2带动清理头1转动，对烟管6的内壁进行清理，所述转动电机2连接用于在烟管6中进行直线运动的的固定推动组件，所述固定推动组件包括驱动气缸4及三爪气缸5，所述驱动气缸4的伸缩端与烟管6的轴向平行且固定连接三爪气缸5，三爪气缸5上设有伸缩方向垂直于烟管6轴向的三组伸缩卡爪，驱动气缸4及三爪气缸5均电性连接机体中的控制器，该清理的结构在具体的工作时，其对烟管的清理工作开展如下：将包括清理头1、转动电机2、驱动气缸4和三爪气缸5的机体置于拆卸的水平待清洁烟管内，三爪气缸5的三组伸缩卡爪伸出，顶在烟管6的内壁上，三爪气缸5的三组伸缩卡爪固定到位后，驱动气缸4开始动作，伸缩杆逐渐伸出气缸缸体外，在三爪气缸5稳固固定的作用下，推动驱动气缸4、转动电机2及清理头1朝远离三爪气缸5的方向的运动；在驱动气缸4的活塞杆全部伸出到达最大行程后，三爪气缸5的伸缩卡爪收回，解除与烟管6侧壁的连接，此时驱动气缸4的活塞杆回缩，带动三爪气缸5朝驱动气缸4运动，至驱动气缸4的活塞杆全部收回缸体内，再次重复使三爪气缸5的三组卡爪伸出固定，进行往复的循环，通过三爪气缸5与驱动气缸4向相互配合的不断的伸张与回缩，使机体进行直线运动；在此过程中，三爪气缸5的三组卡爪在伸出顶住烟管6内壁时，驱动气缸4进行活塞杆的回缩，则使机体进行反向的直线运动。在机体进行直线运动的同时，转动电机2始终带动清理头1进行转动，对烟管6内壁的烟尘粉末及烟垢进行稳定的清理。该机构通过驱动气缸4与三爪气缸5的配合，实现在烟管内的自动直线运动，极大的提升了烟管清理的自动化，提高烟管清理工作效率，且直线运动频率稳定，使得清理工作均匀、稳定的在烟管内壁开展，清理除垢的效果得到显著提升。

优选的，所述三爪气缸5可采用缸径32、带防尘罩和磁性开关的smc-mhs型气缸，它能够在0.5mpa的气压下工作，卡力40kg，能够保证整个机器人工作过程能够稳定吸附于烟管内壁。

优选的，所述驱动气缸4可采用选择mal32型mini气缸，属于行程200cm的圆尾型带磁气缸，在0.5mpa压强下推力拉力为40kg，与三爪气缸5相配合，实现在烟管内的直线运动。

优选的，所述清理头1为带柄钢丝打磨花头刷，转动电机2采用功率180w的直流高速静音电机，高效的稳定的进行烟管内壁清理除垢工作。

优选的，所述机体内的控制器选用价比较高的stc89c52单片机作为核心芯片，该单片机包括8k字节闪存（flash），512字节主存（ram），32位输入/输出设备接口（i/o口），内置4k字节带电可擦可编程只读存储器（eeprom），其中还包含有max810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断等芯片资源，它还支持全双工串行口通信，能够满足该机构的编程控制及通信需求。

进一步的，为了机体在烟管中更加稳定的直线运动、在集体进行导向和支撑保护，所述机体的外侧设置有若干支架3，支架3通过支柱7连接在机体上，支架3的外侧为光滑的接触面，不影响机构的直线运动，对驱动气缸4及机体的内部元件进行支撑保护，对机构的直线运动进行导向，其中支柱7可拆卸的连接的支架3与机体上，便于合理的调节不同长度的支柱7以满足多种烟管的需求。

更进一步的，所述支柱7上套接有弹簧8，弹簧8压紧支架3的同时，起到良好的减振作用，吸收和减缓清理除垢工作产生的振动。

此外，为了提升三爪气缸5的伸缩卡爪的固定效果，在伸缩卡爪的端头设置吸附组件，如吸盘等，即可将强伸缩卡爪与烟管内壁的固定，又起到了对烟管内壁进行保护的效果。

需要特别说明的是，在机体中装配有独立的供电组件，用以为机构中的各个电子元件工作供能，保证各个电子元件在清理工作时的必要续航，其中的供电组件可为蓄电池。

实施例2：

本申请在实施例1的基础上，提出了一种清理机器人，所述清理机器人包含实施例1中的烟管清理机构，对烟管进行稳定、高效的清理除垢工作。

本发明的工作原理是：所述机体中设有与烟管6截面相匹配的清理头1，所述清理头1连接转动驱动装置，所述转动驱动装置为转动电机2，清理头1连接转动电机2的输出端，由转动电机2带动清理头1转动，对烟管6的内壁进行清理，所述转动电机2固定连接在用于在烟管6中进行固定及移动的固定推动组件，所述固定推动组件包括驱动气缸4及三爪气缸5，所述驱动气缸4的伸缩端与烟管6的轴向平行，固定连接三爪气缸5，三爪气缸5上设有伸缩方向垂直于烟管6轴向的三组伸缩卡爪，该机构通过驱动气缸4与三爪气缸5的配合，实现在烟管内的自动直线运动，在机体进行直线运动的同时，转动电机2始终带动清理头1进行转动，对烟管6内壁的烟尘粉末及烟垢进行稳定的清理，极大的提升了烟管清理的自动化，提高烟管清理工作效率，且直线运动频率稳定，使得清理工作均匀、稳定的在烟管内壁开展，清理除垢的效果得到显著提升。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。