本實用新型涉及一種清理鍋爐焊縫的裝置，屬于鍋爐維修設備技術領域。

背景技術：

工業(yè)生產(chǎn)中使用的鍋爐有各種類型，圓柱形狀的鍋爐應用十分廣泛，它的兩端為圓錐形，中間為圓柱形。各種鍋爐在使用過程中必須進行定期維修，以保證設備的完好率，避免發(fā)生安全事故。對鍋爐定期檢修的重要內(nèi)容之一是定期對焊縫進行清理，檢查焊縫是否存在開焊、滲漏等問題。目前在對鍋爐停爐檢查修理時，采取人工進行鍋爐焊縫的清掃、檢測，存在工作時間長、工作效率低、環(huán)境惡劣、易發(fā)生事故和檢測手段技術原始等眾多缺點，十分有必要進行改進。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種清理鍋爐焊縫的裝置，這種裝置能夠清理鍋爐焊縫中的積灰、結渣、能檢測到焊縫所在位置等要求，清理裝置并能夠在在鍋爐內(nèi)部對鍋爐上下兩端封頂焊接處的焊縫進行清理打磨。

解決上述技術問題的技術方案是：

一種清理鍋爐焊縫的裝置，它由機座部分、機身部分和機械臂部分組成，機座部分包括底座、旋轉(zhuǎn)電機，旋轉(zhuǎn)電機安裝在底座中，機身部分包括導軌、導軌底座、升降臺，導軌連接在導軌底座的上方，導軌底座的下端與底座相連接，機械臂部分包括大臂、小臂、手腕和末端執(zhí)行器，大臂的后端與升降臺相連接，大臂的前端與小臂的后端相連接，小臂的前端與手腕相連接，手腕上安裝末端執(zhí)行器。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述導軌底座的下部連接法蘭，法蘭與旋轉(zhuǎn)電機相連接，導軌與導軌底座垂直連接，導軌上有滑槽，升降臺的兩側有長方形滑板，滑板分別位于導軌的兩側，兩塊滑板之間有螺桿相連接，升降臺的滑板與導軌的滑槽為滑動配合，導軌底座上安裝有升降電機，升降電機的電機軸與下鏈輪相連接，在導軌的頂端安裝有上鏈輪，下鏈輪和上鏈輪之間連接鏈條，鏈條中間與滑板外側的中間鏈輪相連接。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述大臂采用兩塊長條形的鋼板平行結構，大臂的后端與大臂電機的電機軸相連接，大臂電機安裝在升降臺的一個滑板的外側面上，大臂的前端通過轉(zhuǎn)軸與小臂的后端相連接。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述小臂采用兩塊長條形的鋼板平行結構，小臂的后端有拉孔與小臂長連桿的上端連接，小臂長連桿的下端與小臂連桿的上端相連接，小臂連桿的下端與小臂電機的電機軸相連接，小臂電機安裝在升降臺的另一個滑板的外側面上。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述手腕由腕部支架、腕部連桿、三角架組成，腕部支架為U型鋼板結構，腕部支架的后端通過轉(zhuǎn)軸與小臂的前端相連接，腕部支架的前端連接腕部連桿的下端，腕部連桿的上端與三角架相連接，三角架同時分別與大臂的前端和小臂的后端相連接。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述末端執(zhí)行機構由步進電機、進給滑臺、進給絲杠、打磨機構組成，進給滑臺為L型框架結構，進給滑臺的垂直側面有絲杠孔，進給絲杠穿在絲杠孔中，進給絲杠的一端與步進電機的電機軸相連接，進給滑臺的水平側面與打磨機構相連接。

上述清理鍋爐焊縫的裝置，所述打磨機構由打磨底座、打磨電機和砂輪組成，打磨底座與進給滑臺的水平側面相連接，打磨電機安裝在打磨底座上，打磨電機的電機軸上端安裝砂輪。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型有機座部分、機身部分和機械臂部分，機座可以帶動機身進行360度旋轉(zhuǎn)，機械臂可以沿著機身進行上下升降，并可以旋轉(zhuǎn)，機械臂的前端有末端執(zhí)行機構可以完成對焊縫的打磨清理。本實用新型結構合理，具有有三個自由度，可以在360度空間進行轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了對鍋爐焊縫的全自動清理，工作效率高，同時可以避免工人進入鍋爐內(nèi)工作，減輕了工人的勞動強度，消除了安全隱患。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是底座與機身的連接結構示意圖；

圖3是升降臺與機械臂的連接結構示意圖；

圖4是腕部和末端執(zhí)行機構的結構示意圖；

圖5是底座的結構示意圖；

圖6是升降臺的結構示意圖；

圖7是導軌的結構示意圖；

圖8是大臂的結構示意圖；

圖9是小臂連桿的結構示意圖；

圖10是小臂長連桿的結構示意圖；

圖11是小臂的結構示意圖；

圖12是腕部連桿的結構示意圖；

圖13是三角架的結構示意圖；

圖14是腕部支架的結構示意圖；

圖15是進給絲杠的結構示意圖；

圖16是進給滑臺的結構示意圖；

圖17是打磨機構的結構示意圖；

圖18是導軌旋轉(zhuǎn)機構示意圖；

圖19是導軌旋轉(zhuǎn)機構剖視圖。

圖中標記如下：底座1、旋轉(zhuǎn)電機2、下鏈輪3、升降電機4、小臂電機5、升降臺6、導軌7、大臂8、上鏈輪9、三角架10、小臂11、大臂電機12、打磨機構13、進給滑臺14、腕部支架15、導軌底座16、法蘭17、小臂連桿18、小臂長連桿19、腕部連桿20、進給絲杠21、打磨底座22、打磨電機23、砂輪24。

具體實施方式

本實用新型由三部分構成，分別為機座部分、機身部分和機械臂部分。機座用于固定旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)機身的固定及360度旋轉(zhuǎn)。機身安裝滑動導軌，用于機械臂的支撐、升降。機械臂包括大臂、小臂、手腕和末端執(zhí)行器四部分，用于對焊縫的打磨清理。驅(qū)動裝置采用交流伺服電動機，為機械部分的移動與旋轉(zhuǎn)提供動力。

本實用新型的主體有三個自由度，分別為：機身繞Z軸的轉(zhuǎn)動、機身在Z軸的上下移動、大臂繞X軸的轉(zhuǎn)動和小臂繞X軸的轉(zhuǎn)動。腕部有兩個自由度，分別為進給裝置的移動和打磨砂輪的轉(zhuǎn)動。

圖中顯示，機座部分包括底座1、旋轉(zhuǎn)電機2。旋轉(zhuǎn)電機2安裝在底座1中，旋轉(zhuǎn)電機2帶動底座1轉(zhuǎn)動。

圖中顯示，機身部分包括導軌7、導軌底座16、升降臺6。導軌7垂直連接在導軌底座16的上方，導軌底座16的下部連接法蘭17，法蘭17與旋轉(zhuǎn)電機2相連接，旋轉(zhuǎn)電機2通過鍵連接法蘭17帶動導軌底座16轉(zhuǎn)動，導軌7隨之進行360度旋轉(zhuǎn)。

圖中顯示，導軌7上有滑槽，升降臺6的兩側有長方形滑板，滑板分別位于導軌7的兩側，兩塊滑板之間有螺桿相連接，升降臺6的滑板與導軌7的滑槽為滑動配合。導軌底座16上安裝有升降電機4，升降電機4的電機軸與下鏈輪3相連接，在導軌7的頂端安裝有上鏈輪9，下鏈輪3和上鏈輪9之間連接鏈條，鏈條中間與滑板外側的中間鏈輪相連接。升降電機4通過下鏈輪3帶動鏈條上下移動，鏈條帶動升降臺6上下移動，升降臺6帶動機械臂整體的升降。

圖中顯示，機械臂部分包括大臂8、小臂11、手腕和末端執(zhí)行器。大臂8的后端與升降臺6相連接，大臂8的前端與小臂11的后端相連接，小臂11的前端與手腕相連接，手腕上安裝末端執(zhí)行器。

圖中顯示，大臂8采用兩塊長條形的鋼板平行結構，這種結構有利于降低成本和擴大可利用空間，并且能夠?qū)M足剛度的要求。大臂8的后端與大臂電機12的電機軸相連接，大臂電機12安裝在升降臺6的一個滑板的外側面上，大臂電機12直接驅(qū)動大臂8做回轉(zhuǎn)運動。大臂8的前端通過轉(zhuǎn)軸與小臂11的后端相連接。大臂8主要承受以下幾個方面的外力：自身重力；機械臂前端末端執(zhí)行器、小臂11和腕部的重力；各關節(jié)上電機及減速器的重力；其他各小零件的重力。

圖中顯示，小臂11采用兩塊長條形的鋼板平行結構，小臂11的后端有拉孔與小臂長連桿19的上端連接，小臂長連桿19的下端與小臂連桿18的上端相連接，小臂連桿18的下端與小臂電機5的電機軸相連接，小臂電機5安裝在升降臺6的另一個滑板的外側面上。小臂電機5帶動小臂連桿18和小臂長連桿19，進而帶動與小臂長連桿19連接的小臂11，從而實現(xiàn)小臂11的回轉(zhuǎn)運動。小臂11主要承受以下幾個方面的外力：本身重力；機械臂腕部、末端執(zhí)行器的重力；腕部電機及減速器的重力；打磨時砂輪的反作用力；其他各小零件的重力。

圖中顯示，手腕由腕部支架15、腕部連桿20、三角架10組成。腕部支架15為U型鋼板結構，腕部支架15的后端通過轉(zhuǎn)軸與小臂11的前端相連接，腕部支架15的前端連接腕部連桿20的下端，腕部連桿20的上端與三角架10相連接，三角架10同時分別與大臂8的前端和小臂11的后端相連接。

大臂8、腕部連桿20和三角架10構成平行四邊形，在保證平行四邊形中與大臂電機12與大臂8連接點的固定的底邊角度一定時，三角架10隨大臂8、小臂11的回轉(zhuǎn)一起運動。小臂11、三角架10、腕部連桿20和腕部支架15構成平行四邊形。其中，利用三角架10構成了兩個平行四邊形，由于兩個平行四邊形存在一定的角度關系，通過三角架10的變相作用，無論整個機械臂的位置及狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化，可使腕部支架15一直保持水平狀態(tài)。

圖中顯示，末端執(zhí)行機構由步進電機、進給滑臺14、進給絲杠21、打磨機構13組成。進給滑臺14為L型框架結構，進給滑臺14的垂直側面有絲杠孔，進給絲杠21穿在絲杠孔中，進給絲杠21的一端與步進電機的電機軸相連接，進給滑臺14的水平側面與打磨機構相連接。在清理焊縫過程中，打磨機構13的砂輪24需要對鍋爐壁有一定的壓力，而且在打磨時砂輪24必須有徑向的微小位移，這樣才能保證打磨的徹底性。因此，需要設計進給裝置。

圖中顯示，打磨機構13由打磨底座22、打磨電機23和砂輪24組成，打磨底座22與進給滑臺14的水平側面相連接，打磨電機23安裝在打磨底座22上，打磨電機23的電機軸上端安裝砂輪24。

本實用新型的一個實施例如下：

導軌高度

將導軌設計為2米高。因此，機器人機械臂可升降的范圍大約在0~2米。導軌高度再配合導軌座和底座高度，這樣清理機器人的總體高度為2.44米。

大臂長度

將大臂長度設計為1米。在未工作狀態(tài)，大臂以近似垂直狀態(tài)與導軌平行放置，以減小機器人占用的空間。

小臂長度

將小臂長度設計為1米。在未工作狀態(tài)，小臂以收縮的狀態(tài)與大臂平行放置，以減小機器人占用的空間。

腕部長度

腕部長度設計以其內(nèi)部安裝的裝置及零件為準，在滿足安裝尺寸的前提下盡量減小尺寸，腕部長度約為0.25米。

由以上尺寸可以確定，本實用新型能清理的鍋爐尺寸范圍為：直徑1.5米~5米，高度0~3.2米。