自移式炭黑管道疏通机器人及其工作方法与流程

1.本发明涉及炭黑输送管道疏通技术领域，尤其涉及一种自移式炭黑管道疏通机器人及其工作方法。


背景技术：

2.目前，炭黑生产相关的化工企业在对炭黑生产过程中，会使用炭黑输送管道输送炭黑。炭黑输送管道长期工作过程中，其管壁的内侧会附着积存很多粘黏物，这些粘黏物会导致炭黑输送管道的输送量和输送效率下降，影响企业的正常生产。因此，需要定期清理疏通炭黑输送管道。通常情况下，由人工来完成清理疏通工作，清理疏通工作进程较为缓慢，无法满足企业的生产效率需求。
3.因此，提供一种适用于恶劣的作业环境，且能够保障炭黑输送管道的疏通效率的装置成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种可灵活移动、适应恶劣运行环境、炭黑输送管道的疏通效率高、工作安全可靠性高、结构紧凑、操作维修方便以及使用成本低的自移式炭黑管道疏通机器人及其工作方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种自移式炭黑管道疏通机器人，包括气动机构、左敲击机构和右敲击机构；气动机构、左敲击机构和右敲击机构能够在竖直方向上和水平方向上移动；左敲击机构包括左摆动部；左摆动部与气动机构传动连接，能够在左预设区域内进行周期性摆动；右敲击机构包括右摆动部；右摆动部与气动机构传动连接，能够在右预设区域内进行周期性摆动。
6.在其中一些具体实施例中，左摆动部包括左摆动杆和左锤头；左摆动杆的左端与气动机构传动连接；左锤头为圆柱结构，侧壁与左摆动杆的左端固定连接；右摆动部包括右摆动杆和右锤头；右摆动杆的右端与气动机构传动连接；右锤头为圆柱结构，侧壁与摆动杆的右端固定连接。
7.在其中一些具体实施例中，气动机构包括防爆电机、气泵、储气罐、左气动马达和右气动马达；防爆电机的输出轴与气泵连接；储气罐分别与气泵、左气动马达、右气动马达连通；左气动马达的输出轴与左摆动杆的左端传动连接，能够驱动左摆动杆的左端进行周期性摆动；
右气动马达的输出轴与右摆动杆的右端传动连接，能够驱动右摆动杆的右端进行周期性摆动。
8.在其中一些具体实施例中，左敲击机构还包括第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆和第四传动杆；第一传动杆的轴线竖直设置，底部通过左联轴器与左气动马达的输出轴连接，顶部与第二传动杆的一端转动连接；第三传动杆的轴线与第一传动杆的轴线相互垂直，一端与第四传动杆的一端转动连接，另一端与第二传动杆的另一端固定连接；第四传动杆的另一端与左锤头的侧壁固定连接；右敲击机构还包括第五传动杆、第六传动杆、第七传动杆和第八传动杆；第五传动杆的轴线竖直设置，底部通过右联轴器与右气动马达的输出轴连接，顶部与第六传动杆的一端转动连接；第七传动杆的轴线与第五传动杆的轴线相互垂直，一端与第八传动杆的一端转动连接，另一端与第六传动杆的另一端固定连接；第八传动杆的另一端与右锤头的侧壁固定连接。
9.在其中一些具体实施例中，还包括履带底盘；气动机构、左摆动部和右摆动部设于履带底盘上，能够随履带底盘在水平方向上移动。
10.在其中一些具体实施例中，还包括导轨和竖直移动机构；导轨的轴线竖直设置，底端与履带底盘的顶端固定连接；竖直移动机构整体设于履带底盘的顶面的上方，包括支撑座；支撑座所在平面与导轨的轴线相互平行，一侧面可滑动地连接于导轨，另一侧面的左侧与左摆动部转动连接，另一侧面的右侧与右摆动部转动连接，另一侧面的中部固定有气动机构。
11.在其中一些具体实施例中，导轨垂直于轴线的截面为“工”型结构，相对两侧分别设有导向槽；竖直移动机构还包括滚轮；滚轮为两个，分别可转动地容纳于两侧的导向槽内。
12.基于同一构思的一种自移式炭黑管道疏通机器人的工作方法，包括以下步骤：气动机构、左敲击机构和右敲击机构随履带底盘沿水平方向移动；气动机构、左敲击机构和右敲击机构随竖直移动机构沿竖直方向移动；气动机构驱使左敲击机构的左摆动部在左预设区域内进行周期性摆动，并驱使右敲击机构的右摆动部在右预设区域内进行周期性摆动。
13.本发明的有益效果：（1）自移式炭黑管道疏通机器人工作时处于管壁的外侧，相对于被安装在管壁内侧的形式，对炭黑输送管道内炭黑的流动产生的影响极小。
14.（2）由气动机构分别驱动左敲击机构、右敲击机构进行工作，使得自移式炭黑管道疏通机器人适用于恶劣的作业环境中，保障了疏通工作的安全性和可靠性。
15.（3）整体结构相对简单，操作维修方便，制造成本较低。
16.（4）整体结构也较为紧凑，实现了小型化设计，运移方式灵活，作业空间覆盖区域大，更有利于自移式炭黑管道疏通机器人的应用。
17.（5）左敲击机构的左摆动部和右敲击机构的右摆动部能够代替或协助人工敲打炭黑输送管道的管壁，以对炭黑输送管道的内部进行疏通，保障了炭黑输送管道的疏通效率和疏通效果。
18.（6）由于左敲击机构和右敲击机构能够沿着炭黑输送管道的轴向上下移动，使得左敲击机构能够对炭黑输送管道的外壁的左侧的多个点位进行敲打，并使得右敲击机构能够对炭黑输送管道的外壁的右侧的多个点位进行敲打，进一步地改善了炭黑输送管道的疏通效果。
附图说明
19.图1是本发明一种自移式炭黑管道疏通机器人处于工作状态时的正视图；图2是图1所示的自移式炭黑管道疏通机器人的俯视图；图3是本发明一种自移式炭黑管道疏通机器人处于运移状态时的正视图；图4是本发明一种自移式炭黑管道疏通机器人的工作流程示意图。
20.附图中，110、气动机构；111、防爆电机；112、气泵；113、储气罐；114、左气动马达；115、右气动马达；120、左敲击机构；121、左摆动杆；122、左锤头；123、第一传动杆；124、第二传动杆；125、第三传动杆；126、第四传动杆；127、左联轴器；130、右敲击机构；131、右摆动杆；132、右锤头；133、第五传动杆；134、第六传动杆；135、第七传动杆；136、第八传动杆；137、右联轴器；140、履带底盘；150、导轨；161、支撑座；162、左固定座；163、右固定座；164、滚轮；200、炭黑输送管道。
具体实施方式
21.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。
22.所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
23.本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴线”、“周向”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或简化描述，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。
24.此外，术语“第一”、“第二”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“衔接”、“铰接”等术语应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可
以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.参照图1、图2和图3，本发明的一种自移式炭黑管道疏通机器人，包括气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130。其中，气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130能够在竖直方向上和水平方向上移动。左敲击机构120包括左摆动部，左摆动部与气动机构110传动连接，能够在左预设区域内进行周期性摆动。右敲击机构130包括右摆动部，右摆动部与气动机构110传动连接，能够在右预设区域内进行周期性摆动。
27.在此实施例中，炭黑输送管道200的轴线竖直设置。气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130能够在水平方向上移动，以使气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130能够靠近炭黑输送管道200或远离炭黑输送管道200。气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130能够在竖直方向上移动，以使气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130能够沿着炭黑输送管道200的轴向上下移动。左摆动部与气动机构110传动连接，由气动机构110驱动左摆动部在左预设区域内进行周期性摆动，以实现周期性敲打炭黑输送管道200的外壁的左侧的目的。右摆动部与气动机构110传动连接，由气动机构110驱动右摆动部在右预设区域内进行周期性摆动，以实现周期性敲打炭黑输送管道200的外壁的右侧的目的。自移式炭黑管道疏通机器人工作时处于管壁的外侧，相对于被安装在管壁内侧的形式，对炭黑输送管道200内炭黑的流动产生的影响极小。由气动机构110分别驱动左敲击机构120、右敲击机构130进行工作，使得自移式炭黑管道疏通机器人适用于恶劣的作业环境中，保障了疏通工作的安全性和可靠性。结构相对简单，操作维修方便，制造成本较低。整体结构也较为紧凑，实现了小型化设计，运移方式灵活，作业空间覆盖区域大，更有利于自移式炭黑管道疏通机器人的应用。左敲击机构120的左摆动部和右敲击机构130的右摆动部能够代替或协助人工敲打炭黑输送管道200的管壁，以对炭黑输送管道200的内部进行疏通，保障了炭黑输送管道200的疏通效率和疏通效果。由于左敲击机构120和右敲击机构130能够沿着炭黑输送管道200的轴向上下移动，使得左敲击机构120能够对炭黑输送管道200的外壁的左侧的多个点位进行敲打，并使得右敲击机构130能够对炭黑输送管道200的外壁的右侧的多个点位进行敲打，进一步地改善了炭黑输送管道200的疏通效果。
28.在本发明一些具体实施例中，左敲击机构120和右敲击机构130为一个以上。较多的左敲击机构120和右敲击机构130能够进一步地改善炭黑输送管道200的疏通效果。较少的左敲击机构120和右敲击机构130有利于自移式炭黑管道疏通机器人实现小型化设计。
29.在本发明一些具体实施例中，左摆动部包括左摆动杆121和左锤头122，左摆动杆121的左端与气动机构110传动连接。由气动机构110驱动左摆动杆121进行周期性摆动。左锤头122为圆柱结构，侧壁与左摆动杆121的左端固定连接。具体地，左锤头122与左摆动杆121的左端焊接连接。由周期性摆动的左摆动杆121带动左锤头122周期性敲打炭黑输送管道200的外壁。右摆动部包括右摆动杆131和右锤头132，右摆动杆131的右端与气动机构110传动连接。由气动机构110驱动右摆动杆131进行周期性摆动。右锤头132为圆柱结构，侧壁与右摆动杆131的右端固定连接。右锤头132与右摆动杆131的右端焊接连接。由周期性摆动的右摆动杆131带动右锤头132周期性敲打炭黑输送管道200的外壁。左锤头122和右锤头132能够有效地提高对炭黑输送管道200的外壁的敲打力度，进而使得附着在炭黑输送管道200的内壁上的粘黏物容易脱落。在敲击过程中，圆柱结构的左锤头122和右锤头132的侧壁
分别与炭黑输送管道200的外壁相接触，提高了左锤头122与炭黑输送管道200的外壁的接触面积以及右锤头132与炭黑输送管道200的外壁的接触面积，使得敲打力以更为平缓的方式传递给炭黑输送管道200的侧壁，进而使得炭黑输送管道200的侧壁不易遭受损坏。
30.在本发明一些具体实施例中，气动机构110包括防爆电机111、气泵112、储气罐113、左气动马达114和右气动马达115。防爆电机111的输出轴与气泵112连接，能够驱动气泵112进行工作。储气罐113分别与气泵112、左气动马达114、右气动马达115通过输气管连通。在储气罐113内储存有压缩气体。处于工作状态的气泵112能够驱使储气罐113内的压缩气体分别流向左气动马达114、右气动马达115，以使左气动马达114、右气动马达115分别进行工作。左气动马达114的输出轴与左摆动杆121的左端传动连接，能够驱动左摆动杆121的左端进行周期性摆动，进而使左锤头122周期性敲击炭黑输送管道200的侧壁。右气动马达115的输出轴与右摆动杆131的右端传动连接，能够驱动右摆动杆131的右端进行周期性摆动，进而使右锤头132周期性敲击炭黑输送管道200的侧壁。
31.在本发明一些具体实施例中，左敲击机构120还包括第一传动杆123、第二传动杆124、第三传动杆125和第四传动杆126。第一传动杆123的轴线竖直设置，底部通过左联轴器127与左气动马达114的输出轴连接，顶部与第二传动杆124的一端转动连接。第三传动杆125的轴线与第一传动杆123的轴线相互垂直，一端与第四传动杆126的一端转动连接，另一端与第二传动杆124的另一端固定连接。第四传动杆126的另一端与左锤头122的侧壁固定连接。其中，左联轴器127为90
°
联轴器。左气动马达114通过左联轴器127带动第一传动杆123、第二传动杆124、第三传动杆125和第四传动杆126进行运动，进而带动左摆动杆121的左端进行摆动。右敲击机构130包括第五传动杆133、第六传动杆134、第七传动杆135和第八传动杆136。第五传动杆133的轴线竖直设置，底部通过右联轴器137与右气动马达115的输出轴连接，顶部与第六传动杆134的一端转动连接。第七传动杆135的轴线与第五传动杆133的轴线相互垂直，一端与第八传动杆136的一端转动连接，另一端与第六传动杆134的另一端固定连接。第八传动杆136的另一端与右锤头132的侧壁固定连接。其中，右联轴器137为90
°
联轴器。右气动马达115通过右联轴器137带动第五传动杆133、第六传动杆134、第七传动杆135和第八传动杆136进行运动，进而带动右摆动杆131的右端进行摆动。左敲击机构120和右敲击机构130整体设计较为紧凑，能够稳定地传动。传动时可靠性也较高，有利于左敲击机构120和右敲击机构130稳定地工作。
32.在本发明一些具体实施例中，自移式炭黑管道疏通机器人还包括履带底盘140。气动机构110、左摆动部和右摆动部设于履带底盘140上，能够随履带底盘140在水平方向上移动。具体地，履带底盘140中部设有安装座，相对两侧设有履带轮。安装座内设有驱动电机，能够驱动履带轮进行转动。气动机构110、左敲击机构120整体和右敲击机构130整体安装在安装座的顶部的上方。履带底盘140能够朝向或背向炭黑输送管道200移动，进而带动气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130靠近炭黑输送管道200或远离炭黑输送管道200。履带底盘140移动时，平衡性和稳定性较佳，使得自移式炭黑管道疏通机器人不易发生侧翻。驻停和移动时，左敲击机构120和右敲击机构130处于最低位置并限制移动，稳定性较高，平衡性较强，使得左敲击机构120和右敲击机构130能够稳定地进行敲打炭黑输送管道200的侧壁。
33.在本发明一些具体实施例中，自移式炭黑管道疏通机器人还包括导轨150和竖直
移动机构。其中，导轨150的轴线竖直设置，底端与履带底盘140的安装座的顶端焊接连接，连接的稳固性较强。竖直移动机构整体设于履带底盘140的顶面的上方，包括支撑座161、左固定座162和右固定座163。其中，支撑座161所在平面与导轨150的轴线相互平行，一侧面可滑动地连接于导轨150，另一侧面的中部的左侧固定有左固定座162，另一侧面的中部的右侧固定有右固定座163。左固定座162所在平面与支撑座161所在平面相互垂直。右固定座163所在平面与支撑座161所在平面相互垂直。左固定座162的左侧与左摆动部的左摆动杆121的右端转动连接，右侧与第二传动杆124远离第三传动杆125的一端转动连接。右固定座163的右侧与右摆动部的右摆动杆131的左端转动连接，左侧与第六传动杆134远离第七传动杆135的一端转动连接。气动机构110的防爆电机111和气泵112螺接于支撑座161背向导轨150的一侧面的下部，储气罐113焊接于支撑座161背向导轨150的一侧面的上部，左气动马达114和右气动马达115螺接于支撑座161背向导轨150的一侧面的中部。左传动机构整体设于支撑座161背向导轨150的一侧面的中部，右传动机构整体设于支撑座161背向导轨150的一侧面的中部。
34.在本发明一些具体实施例中，导轨150垂直于轴线的截面为“工”型结构，相对两侧分别设有导向槽。竖直移动机构还包括滚轮164和滚轮驱动电机。滚轮164为两个，分别可转动地容纳于两侧的导向槽内。滚轮驱动电机（图中未示出）为两个，分别安装在支撑座161靠近导轨150的一侧面的中部，与两个滚轮164的中部一一对应连接，能够驱动两个滚轮164分别沿着导向槽滚动。滚轮164驱动电机为防爆电机111。两个滚轮164驱动电机能够驱使两个滚轮164分别沿着相应侧的导向槽移动，进而使得支撑座161能够上下移动，从而使气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130在竖直方向上移动。
35.在本发明一些具体实施例中，在支撑座161上安装有裂缝探测仪等管道探伤探测装置，能够及时地发现炭黑输送管道200已遭受损坏。
36.参照图4，本发明还提供一种自移式炭黑管道疏通机器人的工作方法，包括以下步骤：s100，气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130随履带底盘140沿水平方向移动。
37.在此步骤中，气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130在竖直方向上均处于最低位置，并被限制上移。使履带底盘140移动至待疏通的炭黑输送管道200的一侧，以使气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130沿水平方向移动移动至待疏通的炭黑输送管道200的一侧。
38.s200，气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130随竖直移动机构沿竖直方向移动。
39.在此步骤中，当履带底盘140、气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130移动到位后，两个电机驱使两个滚轮164分别沿着相应侧的导向槽移动，进而使得支撑座161上移动，从而使气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130上移。
40.s300，气动机构110驱使左敲击机构120的左摆动部在左预设区域内进行周期性摆动，并驱使右敲击机构130的右摆动部在右预设区域内进行周期性摆动。
41.在此步骤中，在气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130上移过程中，或者待气动机构110、左敲击机构120和右敲击机构130停止上移时，或者在气动机构110、左敲击
机构120和右敲击机构130下移过程中，防爆电机111驱动气泵112进行工作，进而使左气动马达114和右气动马达115进行工作。左气动马达114通过左传动机构驱使左锤头122周期性摆动，以周期性敲打炭黑输送管道200的外壁的左侧。右气动马达115通过右传动机构驱使右锤头132周期性摆动，以周期性敲打炭黑输送管道200的外壁的右侧。完成疏通任务后，支撑座161带动气动机构110、左敲击机构120、右敲击机构130、左传动机构和右传动机构下移至初始位置，以便于进行下一个工作循环。
42.整体上，自移式炭黑管道疏通机器人能够灵活移动，工作时处于管壁的外侧，相对于被安装在管壁内侧的形式，对炭黑输送管道200内炭黑的流动产生的影响极小。由气动机构110分别驱动左敲击机构120、右敲击机构130进行工作，使得自移式炭黑管道疏通机器人适用于恶劣的作业环境中，保障了疏通工作的安全性和可靠性。整体结构较为紧凑，实现小型化设计，工作时所需空间较小，更有利于自移式炭黑管道疏通机器人的应用。左敲击机构120的左摆动部和右敲击机构130的右摆动部能够代替或协助人工敲打炭黑输送管道200的管壁，保障了炭黑输送管道200的疏通效率和疏通效果。由于左敲击机构120和右敲击机构130能够沿着炭黑输送管道200的轴向上下移动，使得左敲击机构120能够对炭黑输送管道200的外壁的左侧的多个点位进行敲打，并使得右敲击机构130能够对炭黑输送管道200的外壁的右侧的多个点位进行敲打，进一步地改善了炭黑输送管道200的疏通效果。而且，自移式炭黑管道疏通机器人能够循环工作，可适应恶劣环境下的安装误差和机械结构的变形。
43.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一个具体实施例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明的构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。