CN110132050B - 一种浅膛炮清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浅膛炮清洗机器人，包括从左至右顺次连接的储液筒节（1）、水泵集成筒节（2）、第一驱动筒节（3）、清洗筒节（4）、第二驱动筒节（5）和控制筒节（6）；所述第一驱动筒节（3）和第二驱动筒节（5）内均螺栓固定有固定座（7），所述固定座（7）的正中间设置有固定孔且固定孔内设置有第一驱动电机（8）。本发明针对线膛炮的清洗，尤其是针对于浅线膛炮的清洗具有良好的效果，通过凸轮以及凸轮随动器的作用下，实现刷头的直线往复运动，具有良好的清洗效果，并且行走组件通过蜗轮和蜗杆的配合简单，实现方式简单易实现。本发明具有全方位、无死角的清洗优点。

Description

一种浅膛炮清洗机器人

技术领域

本发明涉及炮管清洗技术领域，特别是一种浅膛炮清洗机器人。

背景技术

炮管的种类一般分为线膛炮和滑膛炮，线膛炮的炮管内均布有若干根膛线，而滑膛炮是炮管内壁没有刻有膛线，针对线膛炮和滑膛炮的炮管内壁清洗一直是研究热点，在清洗浅线膛炮管的过程中，一般采用人工清洗或者半自动设备清洗，存在劳动强度大、清洗不彻底的问题，并且无法实现全位置、无死角的清洗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种浅膛炮清洗机器人，以解决现有的浅膛炮清洗的过程中无法实现全位置、无死角清洗的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种浅膛炮清洗机器人，包括从左至右顺次连接的储液筒节、水泵集成筒节、第一驱动筒节、清洗筒节、第二驱动筒节和控制筒节。

所述第一驱动筒节和第二驱动筒节内均螺栓固定有固定座，所述固定座的正中间设置有固定孔且固定孔内设置有第一驱动电机；所述固定座上还设置有若干组行走组件，每一组行走组件均包括传动蜗杆、蜗轮和从动齿轮；所述固定座内部设置有若干个贯穿固定座的蜗杆工作通道且在固定座的上表面和下表面上形成相同的蜗杆固定孔，每一个所述蜗杆固定孔内安装有带轴承的支撑座，所述传动蜗杆设置于蜗杆工作通道内且传动蜗杆的两端分别于支撑座内的轴承连接，所述从动齿轮套装在传动蜗杆的一端；所述第一驱动电机的输出轴上安装有主动齿轮，所述主动齿轮与每一组行走组件中的从动齿轮啮合从而实现传动蜗杆在第一驱动电机的作用下转动；所述固定座的周向侧壁上还设置有与行走组件一一对应的蜗轮孔，所述蜗轮孔与蜗杆工作通道连通，所述蜗轮固定在蜗轮孔内且蜗轮与传动蜗杆啮合；所述第一驱动筒节和第二驱动筒节的外侧壁上设置有若干个与蜗轮孔一一对应的行走孔，每一个所述蜗轮穿过行走孔并分别突出于第一驱动筒节和第二驱动筒节的外侧壁，每一个蜗轮的轮缘上套装有弹性行走轮，所述弹性行走轮紧贴炮管内壁并带动清洗机器人沿炮管内壁行进。

所述清洗筒节包括顺次连接的喷淋组件、往复刷头组件和刷头驱动组件，所述喷淋组件包括积水环和若干个扇形喷嘴，若干个所述扇形喷嘴均布在积水环上；所述往复刷头组件包括中空刷头固定筒、包覆于中空刷头固定筒外侧壁的若干个刷头安装座和若干个刷头，所述中空刷头固定筒的左端设置有小径固定法兰盘，中空刷头固定筒的右端设置有大径固定法兰盘，所述积水环与小径固定法兰盘连接，所述小径固定法兰盘和大径固定法兰盘之间安装有若干个限位杆，所述限位杆贯穿刷头安装座并固定于小径固定法兰盘与大径固定法兰盘之间；所述刷头驱动组件包括驱动外壳、第二驱动电机、主齿轮、齿轮环和凸轮，所述驱动外壳内安装有轴承，所述主齿轮套装在第二驱动电机的输出轴上，所述齿轮环的内圈设置有一圈轮齿且轮齿与主齿轮啮合，所述凸轮与齿轮环固定连接且凸轮和齿轮环均与驱动外壳内的轴承内圈连接，所述凸轮上设置有凸轮槽，所述凸轮槽内设置有若干个均布且互相对称的凸轮随动器，每一个所述凸轮随动器上均连接有推拉杆，所述推拉杆依次贯穿大径固定法兰盘和刷头安装座并与刷头安装座固定连接，所述刷头在第二驱动电机、凸轮和凸轮随动器的带动下做直线往复运动。

所述储液筒节内设置有储液箱，所述储液箱的侧壁上设置有吸水头；所述水泵集成筒节内设置有水泵，所述水泵通过进水管与吸水头连接，水泵通过出水管与积水环连通。

所述水泵集成筒节的柱面上旋转安装有导向钢珠。

所述第一驱动筒节的柱面上设置有若干个限位销钉和到位传感器。

所述控制筒节内设置有电气控制总成，所述电气控制总成通过信号线分别与第一驱动电机、第二驱动电机、水泵和到位传感器电连接。

所述控制筒节的端盖上还设置有吊环、针航插和穿板接头。

所述储液筒节的端盖上设置有CCD视觉传感器和CCD连接线插座，所述CCD视觉传感器通过连接板固定在储液筒节的端盖上；所述CCD视觉传感器通过信号线与电气控制总成中的控制器连接，能够实现对清洗效果的识别、判定及记录。

所述弹性行走轮的材料为工程塑料，实现清洗机器人在炮管内工作时不损伤炮管。

所述行走组件的个数为3个，每一组行走组件中的从动齿轮两两互成120度分布；所述凸轮随动器的个数为4个。

本发明的有益效果是：

本发明针对线膛炮的清洗，尤其是针对于浅线膛炮的清洗具有良好的效果，通过凸轮以及凸轮随动器的作用下，实现刷头的直线往复运动，具有良好的清洗效果，并且行走组件通过蜗轮和蜗杆的配合简单，实现方式简单易实现。本发明具有全方位、无死角的清洗优点。

附图说明

图1为本发明的整体外观示意图；

图2为本发明整体结构的剖视图；

图3为本发明第一驱动筒节和第二驱动筒节的结构示意图；

图4为本发明清洗筒节的结构示意图；

图5为本发明水泵集成筒节和储液筒节的结构示意图；

图6为本发明清洗筒节中凸轮的结构示意图；

图中，1-储液筒节，2-水泵集成筒节，3-第一驱动筒节，4-清洗筒节，5-第二驱动筒节，6-控制筒节，7-固定座，8-第一驱动电机，9-传动蜗杆，10-蜗轮，11-从动齿轮，12-支撑座，13-主动齿轮，14-蜗轮孔，15-行走孔，16-积水环，17-扇形喷嘴，18-中空刷头固定孔，19-刷头安装座，20-刷头，21-小径固定法兰，22-大径固定法兰，23-限位杆，24-驱动外壳，25-第二驱动电机，26-主齿轮，27-齿轮环，28-凸轮，29-凸轮槽，30-凸轮随动器，31-推拉杆，32-储液箱，33-吸水头，34-水泵，35-进水管，36-出水管，37-导向钢珠，38-限位销钉，39-到位传感器，40-连接板，41-密封圈，42-过线管。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1～6所示，一种浅膛炮清洗机器人由储液筒节1、水泵集成筒节2、第一驱动筒节3、清洗筒节4、第二驱动筒节5、控制筒节6、固定座7、第一驱动电机8、传动蜗杆9、蜗轮10、从动齿轮11、支撑座12、主动齿轮13、蜗轮孔14、行走孔15、积水环16、扇形喷嘴17、中空刷头固定孔18、刷头安装座19、刷头20、小径固定法兰21、大径固定法兰22、限位杆23、驱动外壳24、第二驱动电机25、主齿轮26、齿轮环27、凸轮28、凸轮槽29、凸轮随动器30、推拉杆31、储液箱32、吸水头33、水泵34、进水管35、出水管36、导向钢珠37、限位销钉38、到位传感器39、连接板40、密封圈41和过线管42组成。

一种浅膛炮清洗机器人的连接方式如下：

一种浅膛炮清洗机器人，包括从左至右顺次连接的储液筒节1、水泵集成筒节2、第一驱动筒节3、清洗筒节4、第二驱动筒节5和控制筒节6。

所述第一驱动筒节3和第二驱动筒节5内均螺栓固定有固定座7，所述固定座7的正中间设置有固定孔且固定孔内设置有第一驱动电机8；所述固定座7上还设置有若干组行走组件，每一组行走组件均包括传动蜗杆9、蜗轮10和从动齿轮11；所述固定座7内部设置有若干个贯穿固定座7的蜗杆工作通道且在固定座7的上表面和下表面上形成相同的蜗杆固定孔，每一个所述蜗杆固定孔内安装有带轴承的支撑座12，所述传动蜗杆9设置于蜗杆工作通道内且传动蜗杆9的两端分别于支撑座12内的轴承连接，所述从动齿轮11套装在传动蜗杆9的一端；所述第一驱动电机8的输出轴上安装有主动齿轮13，所述主动齿轮13与每一组行走组件中的从动齿轮11啮合从而实现传动蜗杆9在第一驱动电机5的作用下转动；所述固定座7的周向侧壁上还设置有与行走组件一一对应的蜗轮孔14，所述蜗轮孔14与蜗杆工作通道连通，所述蜗轮10固定在蜗轮孔14内且蜗轮10与传动蜗杆9啮合；所述第一驱动筒节3和第二驱动筒节5的外侧壁上设置有若干个与蜗轮孔14一一对应的行走孔15，每一个所述蜗轮10穿过行走孔15并分别突出于第一驱动筒节3和第二驱动筒节5的外侧壁，每一个蜗轮10的轮缘上套装有弹性行走轮，所述弹性行走轮紧贴炮管内壁并带动清洗机器人沿炮管内壁行进。

所述清洗筒节4包括顺次连接的喷淋组件、往复刷头组件和刷头驱动组件，所述喷淋组件包括积水环16和若干个扇形喷嘴17，若干个所述扇形喷嘴17均布在积水环16上；所述往复刷头组件包括中空刷头固定筒18、包覆于中空刷头固定筒18外侧壁的若干个刷头安装座19和若干个刷头20，所述中空刷头固定筒18的左端设置有小径固定法兰盘21，中空刷头固定筒18的右端设置有大径固定法兰盘22，所述积水环16与小径固定法兰盘21连接，所述小径固定法兰盘21和大径固定法兰盘22之间安装有若干个限位杆23，所述限位杆23贯穿刷头安装座19并固定于小径固定法兰盘21与大径固定法兰盘22之间；所述刷头驱动组件包括驱动外壳24、第二驱动电机25、主齿轮26、齿轮环27和凸轮28，所述驱动外壳24内安装有轴承，所述主齿轮26套装在第二驱动电机25的输出轴上，所述齿轮环27的内圈设置有一圈轮齿且轮齿与主齿轮26啮合，所述凸轮28与齿轮环27固定连接且凸轮28和齿轮环27均与驱动外壳24内的轴承内圈连接，所述凸轮28上设置有凸轮槽29，所述凸轮槽29内设置有若干个均布且互相对称的凸轮随动器30，每一个所述凸轮随动器30上均连接有推拉杆31，所述推拉杆31依次贯穿大径固定法兰盘22和刷头安装座19并与刷头安装座19固定连接，所述刷头20在第二驱动电机25、凸轮28和凸轮随动器30的带动下做直线往复运动。

所述储液筒节1内设置有储液箱32，所述储液箱32的侧壁上设置有吸水头33；所述水泵集成筒节2内设置有水泵34，所述水泵34通过进水管35与吸水头33连接，水泵34通过出水管36与积水环16连通。

所述水泵集成筒节2的柱面上旋转安装有导向钢珠37。

所述第一驱动筒节3的柱面上设置有若干个限位销钉38和到位传感器39。

所述控制筒节6内设置有电气控制总成，所述电气控制总成通过信号线分别与第一驱动电机8、第二驱动电机25、水泵34和到位传感器39电连接。

所述控制筒节6的端盖上还设置有吊环、针航插和穿板接头。

所述储液筒节1的端盖上设置有CCD视觉传感器和CCD连接线插座，所述CCD视觉传感器通过连接板40固定在储液筒节1的端盖上；所述CCD视觉传感器通过信号线与电气控制总成中的控制器连接，能够实现对清洗效果的识别、判定及记录。

所述弹性行走轮的材料为工程塑料，实现清洗机器人在炮管内工作时不损伤炮管。

所述行走组件的个数为3个，每一组行走组件中的从动齿轮11两两互成120度分布；所述凸轮随动器30的个数为4个。

所述凸轮随动器30的个数为4个，凸轮随动器30均布在凸轮槽29内且位于同一水平线上的凸轮随动器30运动方向相反。

需要说明的是，本发明中的凸轮槽29由铣刀一体成型，以凸轮28顶部的端面为基础建立XYZ三轴坐标轴，关于X轴对称的凸轮槽29的槽道形状相同且具有向Z轴正方向凸起的槽道，关于Y轴对称的凸轮槽29的槽道形状相同且具有向Z轴负方向凹陷的槽道，在凸轮槽29中设置有相互对称的四个凸轮随动器30，位于同一水平线上的凸轮随动器30运动方向相反，使刷头20的反作用力两两相反，从而减少清洗机器人的行进阻力。

一种浅膛炮清洗机器人的工作过程如下：

首先将整个清洗机器人放置于炮管内，控制筒节6中的电气控制总成中设置有无线通信模块，无线通信模块可以是4G、5G或蓝牙模块，无线通信模块与外部控制面板连接。CCD传感器将采集到的炮管内壁的画面通过无线通信模块发送给外部控制面板的显示屏，工作人员可以实时查看清洗效果。开始工作时，水泵集成筒节2内的水泵34将储液箱内的清洗液通过进水管35和出水管36将清洗液泵送至积水环16内，积水环16上均布设置有扇形喷嘴17，扇形喷嘴17将清洗液喷出。

在第一驱动电机8的带动下，第一驱动电机8输出轴上的主动齿轮13与三组互成120°的从动齿轮11啮合，从动齿轮11从而带动传动蜗杆9转动，蜗轮10与传动蜗杆9相互啮合，在传动蜗杆9的带动下，蜗轮10随之转动，蜗轮10的轮缘上安装有弹性行走轮，弹性行走轮的材料为工程弹性塑料，弹性行走轮与炮管内壁贴合，行走时弹性行走轮不损伤炮管内壁，通过工程塑料的变形补偿炮管管径的偏差。传动蜗杆9的两端通过支撑座12固定在固定座7上，支撑座12内安装有轴承和密封圈41，在行走组件的带动下，整个炮管清洗机器人能够沿着炮管内壁进行行走运动，从而达到无死角、全方位的清洗效果。

清洗筒节4在炮管清洗机器人行走的状态下，实现对炮管内壁进行清洗。第二驱动电机25的输出轴上安装有主齿轮26，驱动外壳24内安装有轴承，齿轮环27的内圈设置有一圈轮齿，轮齿与主齿轮26啮合，在第二驱动电机25的带动下，齿轮环27和凸轮28在轴承内旋转，凸轮28上设置有凸轮槽29，凸轮槽内安装有凸轮随动器30，凸轮随动器30上安装有推拉杆31，推拉杆贯穿大径固定法兰盘22和刷头安装座19，从而在第二驱动电机25、凸轮28和凸轮随动器30的作用下，刷头20和刷头安装座19沿限位杆23做直线往复运动，从而实现对炮管内壁的清洗。在刷头20工作的同时，清洗液不断地从扇形喷嘴17中喷出。

设置在第一驱动筒节3柱面上的到位传感器39当检测到清洗机器人到达炮管底部时，传输一个信号给电气控制总成，此时控制第一驱动电机8反转，使清洗机器人反向运动进行清洗。

清洗完成后，清洗机器人到达炮管出口，工作人员将清洗机器人取下并完成对炮管内壁的清洗。

本发明针对线膛炮的清洗，尤其是针对于浅线膛炮的清洗具有良好的效果，通过凸轮以及凸轮随动器的作用下，实现刷头的直线往复运动，具有良好的清洗效果，并且行走组件通过蜗轮和蜗杆的配合简单，实现方式简单易实现。本发明具有全方位、无死角的清洗优点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的技术方案，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种浅膛炮清洗机器人，其特征在于：包括从左至右顺次连接的储液筒节（1）、水泵集成筒节（2）、第一驱动筒节（3）、清洗筒节（4）、第二驱动筒节（5）和控制筒节（6）；

所述第一驱动筒节（3）和第二驱动筒节（5）内均螺栓固定有固定座（7），所述固定座（7）的正中间设置有固定孔且固定孔内设置有第一驱动电机（8）；所述固定座（7）上还设置有若干组行走组件，每一组行走组件均包括传动蜗杆（9）、蜗轮（10）和从动齿轮（11）；所述固定座（7）内部设置有若干个贯穿固定座（7）的蜗杆工作通道且在固定座（7）的上表面和下表面上形成相同的蜗杆固定孔，每一个所述蜗杆固定孔内安装有带轴承的支撑座（12），所述传动蜗杆（9）设置于蜗杆工作通道内且传动蜗杆（9）的两端分别于支撑座（12）内的轴承连接，所述从动齿轮（11）套装在传动蜗杆（9）的一端；所述第一驱动电机（8）的输出轴上安装有主动齿轮（13），所述主动齿轮（13）与每一组行走组件中的从动齿轮（11）啮合从而实现传动蜗杆（9）在第一驱动电机（8）的作用下转动；所述固定座（7）的周向侧壁上还设置有与行走组件一一对应的蜗轮孔（14），所述蜗轮孔（14）与蜗杆工作通道连通，所述蜗轮（10）固定在蜗轮孔（14）内且蜗轮（10）与传动蜗杆（9）啮合；所述第一驱动筒节（3）和第二驱动筒节（5）的外侧壁上设置有若干个与蜗轮孔（14）一一对应的行走孔（15），每一个所述蜗轮（10）穿过行走孔（15）并分别突出于第一驱动筒节（3）和第二驱动筒节（5）的外侧壁，每一个蜗轮（10）的轮缘上套装有弹性行走轮，所述弹性行走轮紧贴炮管内壁并带动清洗机器人沿炮管内壁行进；

所述清洗筒节（4）包括顺次连接的喷淋组件、往复刷头组件和刷头驱动组件，所述喷淋组件包括积水环（16）和若干个扇形喷嘴（17），若干个所述扇形喷嘴（17）均布在积水环（16）上；所述往复刷头组件包括中空刷头固定筒（18）、包覆于中空刷头固定筒（18）外侧壁的若干个刷头安装座（19）和若干个刷头（20），所述中空刷头固定筒（18）的左端设置有小径固定法兰盘（21），中空刷头固定筒（18）的右端设置有大径固定法兰盘（22），所述积水环（16）与小径固定法兰盘（21）连接，所述小径固定法兰盘（21）和大径固定法兰盘（22）之间安装有若干个限位杆（23），所述限位杆（23）贯穿刷头安装座（19）并固定于小径固定法兰盘（21）与大径固定法兰盘（22）之间；所述刷头驱动组件包括驱动外壳（24）、第二驱动电机（25）、主齿轮（26）、齿轮环（27）和凸轮（28），所述驱动外壳（24）内安装有轴承，所述主齿轮（26）套装在第二驱动电机（25）的输出轴上，所述齿轮环（27）的内圈设置有一圈轮齿且轮齿与主齿轮（26）啮合，所述凸轮（28）与齿轮环（27）固定连接且凸轮（28）和齿轮环（27）均与驱动外壳（24）内的轴承内圈连接，所述凸轮（28）上设置有凸轮槽（29），所述凸轮槽（29）内设置有若干个均布且互相对称的凸轮随动器（30），每一个所述凸轮随动器（30）上均连接有推拉杆（31），所述推拉杆（31）依次贯穿大径固定法兰盘（22）和刷头安装座（19）并与刷头安装座（19）固定连接，所述刷头（20）在第二驱动电机（25）、凸轮（28）和凸轮随动器（30）的带动下做直线往复运动；

所述储液筒节（1）内设置有储液箱（32），所述储液箱（32）的侧壁上设置有吸水头（33）；所述水泵集成筒节（2）内设置有水泵（34），所述水泵（34）通过进水管（35）与吸水头（33）连接，水泵（34）通过出水管（36）与积水环（16）连通；

所述储液筒节（1）的端盖上设置有CCD视觉传感器和CCD连接线插座，所述CCD视觉传感器通过连接板（40）固定在储液筒节（1）的端盖上；所述CCD视觉传感器通过信号线与电气控制总成中的控制器连接，能够实现对清洗效果的识别、判定及记录；

所述弹性行走轮的材料为工程塑料，实现清洗机器人在炮管内工作时不损伤炮管。

2.根据权利要求1所述的一种浅膛炮清洗机器人，其特征在于：所述水泵集成筒节（2）的柱面上旋转安装有导向钢珠（37）。

3.根据权利要求1所述的一种浅膛炮清洗机器人，其特征在于：所述第一驱动筒节（3）的柱面上设置有若干个限位销钉（38）和到位传感器（39）。

4.根据权利要求1所述的一种浅膛炮清洗机器人，其特征在于：所述控制筒节（6）内设置有电气控制总成，所述电气控制总成通过信号线分别与第一驱动电机（8）、第二驱动电机（25）、水泵（34）和到位传感器（39）电连接。

5.根据权利要求1所述的一种浅膛炮清洗机器人，其特征在于：所述控制筒节（6）的端盖上还设置有吊环、针航插和穿板接头。

6.根据权利要求1所述的一种浅膛炮清洗机器人，其特征在于：所述行走组件的个数为3个，每一组行走组件中的从动齿轮（11）两两互成120度分布；所述凸轮随动器（30）的个数为4个。