[发明专利]电厂锅炉水冷壁爬壁机器人

说明书

技术领域

本发明涉及爬壁机器人，具体是一种电厂锅炉水冷壁爬壁机器人。能吸附在电厂锅炉垂直水冷壁上爬行作高空极限作业。

技术背景

火力发电站在我国电力工业占主导地位，现在国内电站锅炉检修普遍使用高压水清洗，费用较高。由于受电站检修时间限制，人工清扫只能清扫表面积灰，而无法去除管壁结渣，且工作环境极其恶劣，同时无法大面积检测水冷壁壁厚。电厂锅炉水冷壁高度一般在60～80米，因此电厂锅炉在定期保养大修时，须搭满堂脚手架，才能进行壁面的清理检修等工作。由于高空危险，水冷壁检修工作被国内外专家称为是高空极限作业.搭建脚手架费工费时。为了解决极限作业的困难，不少单位都在研发爬壁机器人，困扰研发人员的难题是锅炉水冷壁是由钢管垂直排列焊接而成，因此机器必须对壁面有强大的吸附力，从而才能产生有效的磨擦力，机器才能载重，机器还需通过高出壁面3～5mm焊缝不倾覆。“中国机械工程”杂志2000 Vol.11 No.4 P.372-375报道了一种锅炉水冷壁清扫、检测爬壁机器人。该机器人吸附功能是通过双履带来实现的，即在每条履带上安装有30块永磁吸附块，其中每条履带上至少有5块磁块，与壁面处于良好的接触状态，从而使机器人贴附在壁面上。机器人在管壁上的移动靠电机带动谐波减速器驱动链轮，进而驱动履带来实现。为适应排管壁面和纠偏，使用导向板和导向轮及弧形磁块。

上述技术的不足之处是，在履带行走时不断拔起后面的磁铁，使行速不匀，如果磁铁吸力过大，动力和机械强度都须加大，因此必须控制磁铁的吸力，导致载重量受到限制，履带前方磁铁过焊缝时还需设计抗颠覆机构和纠偏机构，这就造成了机构的复杂化，因此安全不能得到有效保证，限制了其实用性。因此市场急需一种体积小巧，结构合理、吸附力强、安全载重大，性能可靠的能胜任水冷壁壁面各种检修工作要求的爬壁机器或机器人进快进入实际应用领域。

发明内容

为克服上述技术的不足，本发明提供一种电厂锅炉水冷壁爬壁机器人，具有体积小巧，性能稳定，吸附力强，磨擦力大，行走平稳，超载重，可携带各种较重设备，自动完成水冷壁所需工作的特点。

本发明是以如下技术方案实现的：一种电厂锅炉水冷壁爬壁机器人，包括：升降平台、对称装置在升降平台左右侧的两个永磁吸附行走作业装置，永磁吸附行走作业装置包括车体和若干个永磁吸附行走轮组；车体上装有电机、减速机构，车体上方装有清除轮前管壁上的灰渣使轮面和管壁良好接触的管壁除灰器和摄像机及照明灯，车体前端装有测距雷达、下端装有金属探测传感器，往复机械臂固定在车体前方；车体中间装设有全封闭电控箱；减速机构由用连杆固定在机架上的传动蜗轮减速箱、齿轮减速箱组成；每个永磁吸附行走轮组包括：两个永磁轮、非导磁金属轮轴、两个燕尾滑块及一个连接滑块，齿轮、压力弹簧；每个永磁轮包括环弧形导磁板、高强度软体树脂合成橡胶轮毂、三只环状高强磁永久磁铁，其位置关系及连接方式为：三只环状高强磁永久磁铁呈抗磁性排列安装，环弧形导磁板按序把永久磁铁分别夹持在定位指口里，在环弧型导磁板之间镶有高强度软体树脂合成橡胶轮毂；两个永磁轮套装在非导磁金属轮轴上、非导磁金属轮轴两端装镶有钢珠；燕尾滑块座镶嵌在齿轮箱上，非导磁金属轮轴两端的轴承和齿轮镶嵌在燕尾滑块中，燕尾滑块上装有压力弹簧。

所述电机传动蜗轮减速箱传动两边齿轮减速箱，齿轮减速箱传动轮组齿轮箱，使轮组转动，车体中间传动轴上设有电磁制动器，所有齿轮箱体由机架连杆固定，车体上方装有管壁除灰器和摄像机与照明灯，车体前端装有往复机械臂。

在弧型导磁板之间镶装的高强度软体树脂合成胶轮毂，完全覆盖了磁铁，增大了轮子的软磨擦力使载重量增加；轮轴两端镶有钢珠，可使轮子随水冷壁钢管尺寸有差异时轮轴窜动作止位调整，轮轴两端轴承和齿轮镶嵌在燕尾滑块中，燕尾滑块上边装有压力弹簧，镶嵌在齿轮箱上的燕尾滑块座用以固定燕尾滑块和弹簧，使单轮带动燕尾滑块在(0～10mm)内垂直滑动，保证轮子在过焊时的上浮距离，轮组吸附力强，磨擦力大，行走速度均匀，爬行时自行导向。

车体前方设有的雷达测距装置，用以测定前方物体距离，车体下面装有金属探测传感器，防止车轮走空。

所述往复机械臂由电机带动链条上的滑板作往复运动，滑板上可装喷沙枪头，探伤仪等工具.

由两台机组经连板与支撑轮相连，连板内装有传动链条通过主机给支撑轮传送动力，在和天桥组成水冷壁升降平台，具有更大的载重力，完全满足检修人员对单面水冷壁上的快速施工.