專利名稱：凝汽器智能移動清洗機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大型清洗設(shè)備領(lǐng)域，特指一種凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，其主要適用 于電力、化工、制藥等行業(yè)的大型凝汽器的高效清洗，也能應(yīng)用于船舶、飛機(jī)等大型設(shè) 備的清洗。
背景技術(shù)：
凝汽器是火力、原子能發(fā)電廠最重要的冷卻器，其交換性能的優(yōu)劣直接影響發(fā)電廠 的換熱效率，其內(nèi)部主要由數(shù)以萬計的銅管組成，在火電廠汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)中起 冷源的作用，降低汽輪機(jī)排汽壓力和排汽溫度，提高汽輪發(fā)電機(jī)組的循環(huán)熱效率。
目前，在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用的凝汽器一般釆用水冷和風(fēng)冷等方式，其中大多采用水 冷，而冷卻水多數(shù)是直接取自江、河、湖、海等自然水源，由于冷卻水不干凈、熱交換 時伴隨化學(xué)反應(yīng)等原因，致使凝汽器銅管內(nèi)壁積聚了不利于傳熱的污垢。污垢的存在會 引發(fā)一系列危害1、急劇降低了凝汽器的的傳熱系數(shù)，導(dǎo)致凝汽器真空度降低，使汽 輪機(jī)組排氣溫度升高，輸出功率減少，從而降低了汽輪發(fā)電機(jī)的效率；2、增加了冷卻 循環(huán)水系統(tǒng)的水流阻力，降低了冷卻水的流量，增加了循環(huán)水泵的能耗；3、導(dǎo)致凝汽 器銅管堵塞，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行；4、凝汽器銅管發(fā)生局部腐蝕甚至破裂和穿孔。
目前一般主要采用人工沖洗、膠球清洗、化學(xué)清洗和高壓水射流清洗等方法。1、 停機(jī)人工、機(jī)械方式清洗。在汽輪機(jī)檢修時，由工人在機(jī)組停機(jī)條件下對凝汽器銅管進(jìn) 行敲打捅刷從而除去污垢。該方法工人勞動強(qiáng)度大，且只能在機(jī)組停機(jī)時進(jìn)行清洗，嚴(yán) 重影響生產(chǎn)安全效率。2、膠球在線清洗。膠球清洗系統(tǒng)由膠球泵、裝球室、收球網(wǎng)、 分配器、閥門和相應(yīng)的管道組成。密度與水相近的海綿膠球通過膠球泵，自裝球室隨循 環(huán)冷卻水進(jìn)入冷凝器水室。膠球直徑比管內(nèi)徑大l-2mm，因是多孔柔軟的彈性體，很 容易被水流帶入銅管，并被壓縮為卵形。在行進(jìn)過程中，因其與管壁有一整圈環(huán)形帶接 觸而抹去管壁上的污垢。膠球流出管口后，依靠自身彈力彈掉表面的污垢，并恢復(fù)原狀，隨循環(huán)水流入收球網(wǎng)中然后再被膠球泵送入凝汽器。如此反復(fù)清洗達(dá)到除垢的目的。該 方法能實現(xiàn)在線清洗，可清除管側(cè)的顆粒、微生物及腐蝕污垢，但存在膠球回收率低、
易堵塞管子、對于由化學(xué)反應(yīng)而形成的析晶污坭不能完全清楚等缺點(diǎn)。3、化學(xué)清洗。 化學(xué)清洗是用酸、堿等藥劑使污垢溶解、剝離而被清除的方法。根據(jù)不同材質(zhì)凝汽器需 要，需用適宜的清洗介質(zhì)、緩蝕劑和活化劑，在規(guī)定的清洗范圍及系統(tǒng)內(nèi)、遵循一定的 清洗質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，采用一定的清洗工藝(包括循環(huán)水系統(tǒng)加藥)對凝汽器進(jìn)行清洗。該 方法具有可在線實施、清洗時間短、除污垢率高、勞動強(qiáng)度低、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。然而，
其還存在腐蝕凝汽器銅管、減短銅管壽命、易引起設(shè)備損壞、導(dǎo)致人身傷亡和清洗質(zhì)量 事故、污染環(huán)境、不符合環(huán)保原則等缺點(diǎn)。因此，該方法往往只能作為機(jī)械清洗的有效 補(bǔ)充手段。4、高壓水射流清洗。所謂高壓水射流，是將普通自來水通過高壓泵加壓到 數(shù)百乃至數(shù)千大氣壓力，然后通過特殊的噴嘴，以極高的速度噴出的一股能量的水流正 向或切向沖擊被清洗表面，從而將結(jié)添物剝離，完成清洗作業(yè)。該方法具有清洗成本低、 速度快、清潔率、不損壞被清洗物、應(yīng)用范圍廣、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。然后高壓水射流 清洗技術(shù)仍需人工參與，其工作環(huán)境惡劣、勞動強(qiáng)度大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一 種結(jié)構(gòu)簡單、適用范圍廣、自動化程度高、能夠自動完成高效清洗的凝汽器智能移動清 洗機(jī)器人。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，包括履帶行走機(jī)構(gòu)、清洗機(jī)構(gòu)和電氣控制機(jī)構(gòu)， 其特征在于所述清洗機(jī)構(gòu)的底端和電氣控制機(jī)構(gòu)裝設(shè)在履帶行走機(jī)構(gòu)上，所述清洗機(jī) 構(gòu)包括噴槍(3)、水下攝像機(jī)(2)、清洗臂總成、回轉(zhuǎn)支承(16)、連通軟管(23)、以及清水 介質(zhì)源(26),所述清洗臂總成包括行走支架組件(12)、噴槍旋轉(zhuǎn)支架(29)、旋轉(zhuǎn)絲桿(28)、 清洗臂驅(qū)動軸(27)絲桿驅(qū)動裝置(4)以及配重機(jī)構(gòu)(7);
回轉(zhuǎn)支承(16)通過行走支架組件(17)裝設(shè)在履帶行走機(jī)構(gòu)上，行走支架組件(12)設(shè)置 在回轉(zhuǎn)支承(16)上，所述清洗臂驅(qū)動軸(27)與行走支架組件(12)的上端連接使得噴槍 旋轉(zhuǎn)支架(29)可在行走支架組件(12)的支撐下旋轉(zhuǎn)，所述噴槍旋轉(zhuǎn)支架的一端的內(nèi)部 設(shè)置有旋轉(zhuǎn)絲桿(28)，另一端的內(nèi)部設(shè)有配重機(jī)構(gòu)(7);
噴槍(3)通過噴槍支座(30)安裝在噴槍旋轉(zhuǎn)支架(29)和旋轉(zhuǎn)絲桿(28)上，水下攝像機(jī)(2)安裝在噴槍(3)之上，噴槍(3)內(nèi)安裝有噴嘴(52)，噴槍(3)通過高壓水硬管(3I)與配重機(jī) 構(gòu)(7)中的橡膠軟管(32)相連，橡膠軟管(32)通過進(jìn)水管(13)與連通軟管(23)相連，連通軟 管(23)通過高壓水出水電磁閥(22)與清洗介質(zhì)源(26)連通；
噴槍旋轉(zhuǎn)支架(29)和旋轉(zhuǎn)絲桿(28)的一端與旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置(4)相連，噴槍旋轉(zhuǎn)支 架(29)和旋轉(zhuǎn)絲桿(28)的另一端與清洗臂驅(qū)動軸(27)相連，清洗臂驅(qū)動軸(27)通過齒輪(33) 和齒條(10)組成的傳動機(jī)構(gòu)與電動推桿(8)相連。
所述的履帶行走機(jī)構(gòu)包括支架底盤(34)、驅(qū)動輪(35)、從動輪(36)、托輪(37)、支重 輪(38)、履帶(41)、車架(39)和張緊裝置(40)，支架底盤(34)和張緊裝置(40)安裝在車架(39) 上，驅(qū)動輪(35)、從動輪(36)、托輪(37)、支重輪(38)分別與履帶(41)相連，從動輪(36) 與張緊裝置(40)相連，驅(qū)動輪(35)、張緊裝置(40)、托輪(37)以及支重輪(38)分別與車架 (39)相連，驅(qū)動輪(35)與行走驅(qū)動裝置(19)連接。
所述控制機(jī)構(gòu)包括工業(yè)控制計算機(jī)(14)和可編程控制器(43)，旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置(4) 通過導(dǎo)線槽輪(42)與安裝在控制箱內(nèi)的可編程控制器(43)相連，電動推桿驅(qū)動裝置(9)和 行走驅(qū)動裝置(19)分別與安裝在控制箱內(nèi)的可編程控制器(43)相連，可編程控制器(43) 與工業(yè)控制計算機(jī)(14)通信連接。
所述噴槍(3)頂部正前端裝設(shè)有第一聲納傳感器(25)，回轉(zhuǎn)支承的支撐板前后端分別 安裝了第二和第三聲納傳感器(51),履帶行走機(jī)構(gòu)機(jī)架(39)的前后位置分別裝設(shè)有第四和 第五聲納傳感器(49)，所述的第一、第二、第三、第四和第五聲納傳感器(25, 51， 49) 與安裝在控制箱內(nèi)的可編程控制器(43)相連。
所述的清洗介質(zhì)源(26)包括高壓水介質(zhì)源和化學(xué)清洗介質(zhì)源，所述化學(xué)清洗介質(zhì) 源為化學(xué)藥劑儲液槽(44)，化學(xué)藥劑儲液槽(44)分為三個部分，分別裝載有酸性化學(xué)藥 劑、堿性化學(xué)藥劑和緩腐蝕劑；高壓水介質(zhì)源為清水槽(21)。
所述配重機(jī)構(gòu)(7)為中空狀，控制機(jī)構(gòu)的信號線路和橡膠軟管(32)裝設(shè)在配重機(jī)構(gòu)(7)內(nèi)。
采用防水材料對所述的清洗機(jī)構(gòu)、履帶行走機(jī)構(gòu)和電氣控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行全密封。 所述的配重機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向槽板，所述導(dǎo)線輪設(shè)置在導(dǎo)向槽板中，所述橡膠軟管繞 過導(dǎo)線輪，所述橡膠軟管的一端接進(jìn)水管，另一端接所述的噴槍，所述的噴槍由噴嘴滑 座和噴嘴組成，所述的噴嘴設(shè)置在該噴嘴滑座中，所述噴嘴和噴嘴滑座之間的空隙中設(shè) 有壓簧。作為改進(jìn)，所述的噴嘴的外壁或噴嘴滑座的內(nèi)壁上設(shè)有凹槽，該凹槽中設(shè)有密封 圈，所述噴嘴的外端采用喇叭形狀。
所述的橡膠軟管卡裝在2個連為一體的導(dǎo)線輪之間，該2個導(dǎo)線輪之間的間隔為 一個橡膠軟管的直徑。
所述的清洗介質(zhì)源控制系統(tǒng)包括了安裝在控制箱內(nèi)的工業(yè)控制計算機(jī)和位于水室 外的工作站計算機(jī)，工業(yè)控制計算機(jī)通過無線網(wǎng)卡與工作站計算機(jī)相連，工作站計算機(jī) 與裝設(shè)在化學(xué)藥劑儲液槽和清水槽的可編程控制器相連。
本發(fā)明所具有的有益效果有
1、 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高，通過履帶行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計，清洗機(jī)器人能在 凝汽器水室內(nèi)自主移動，不需要安裝固定導(dǎo)軌，適用性更廣，利用視覺伺服定位系統(tǒng)和 聲納傳感器就可以實現(xiàn)機(jī)器人自主移動和冷凝管的精確定位；
2、 本發(fā)明的機(jī)器人裝設(shè)有視覺伺服定位系統(tǒng)，能夠確保機(jī)器人能在水室環(huán)境中快 速、準(zhǔn)確地定位待清洗凝汽器銅管的位置，即對銅管的管孔進(jìn)行自動識別、檢測出銅管 管口中心，以便智能移動清洗機(jī)器人的噴槍精確對準(zhǔn)管孔中心，對冷凝管進(jìn)行有效的清 洗；
3、 本發(fā)明的機(jī)器人回轉(zhuǎn)支承的支撐板前后端和履帶機(jī)架的前后位置都設(shè)有聲納傳 感器,機(jī)器人本體在水室中自主移動時，可以自動測量與前后水室壁以及清洗壁的距離， 使機(jī)器人履帶行走機(jī)構(gòu)的清洗面既能與清洗壁保持平行，又能保證不會與前后水室壁發(fā) 生碰撞；噴槍上也裝設(shè)有聲納傳感器，當(dāng)噴槍與管壁面不垂直時，可以通過聲納數(shù)據(jù)計 算得到回轉(zhuǎn)支承需要旋轉(zhuǎn)的角度；
4、 本發(fā)明的機(jī)器人控制系統(tǒng)采用上下位機(jī)分布式控制方式。上位機(jī)位于工作站， 其核心是工作站工業(yè)控制計算機(jī)，下位機(jī)由控制清洗系統(tǒng)的可編程控制器和安裝在控制 箱內(nèi)的工業(yè)控制計算機(jī)組成。上位機(jī)負(fù)責(zé)采集凝汽器工況參數(shù)、計算污垢系數(shù)、高壓水 壓力、流量、清洗劑濃度、清洗時間和周期、下位機(jī)的控制參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)監(jiān)控，上位 機(jī)通過無線網(wǎng)卡與機(jī)器人本體控制箱內(nèi)的工業(yè)控制計算機(jī)通信并發(fā)送控制命令，上位機(jī) 還通過相應(yīng)接口與清洗系統(tǒng)的可編程控制器通信并發(fā)送清洗命令，實現(xiàn)了智能移動清洗 機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控和遙操作；
5、 本發(fā)明的機(jī)器人同時支持高壓水射流清洗和化學(xué)清洗兩種清洗方式，采用高壓水射流清洗，以清除松散性污垢；采用化學(xué)清洗，以清除析晶污垢。二者結(jié)合，可快速、 有效地清除凝汽器內(nèi)的污垢，提高清洗效率；
6、本發(fā)明的機(jī)器人的清洗臂設(shè)計了配重機(jī)構(gòu)，配重機(jī)構(gòu)為中空狀，它不僅能保證機(jī) 器人在清洗臂運(yùn)動過程中保持重心平穩(wěn)，內(nèi)部還裝設(shè)有清洗橡膠軟管以及走水機(jī)構(gòu)。
7、 采用橡膠軟管以及導(dǎo)線輪和導(dǎo)向槽板的走管結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)橡膠軟管的自由收放 而不發(fā)生纏繞。
8、 噴槍的噴嘴和噴嘴滑座之間設(shè)有壓簧，使得噴水時噴嘴伸出，不噴水時噴嘴收 回，可自動伸縮，清晰效果。
9、 噴嘴外端設(shè)置成喇叭形狀，這樣可以使高壓水射也后形成一個圓圈向外噴射， 使清洗區(qū)域擴(kuò)大，實現(xiàn)管壁四周的徹底清洗。
10、 噴嘴和噴嘴滑座之間設(shè)有密封圈，可以有效防止噴水過程中水流泄露，增強(qiáng)了 清洗效果。
11、 采用雙導(dǎo)線輪結(jié)構(gòu)，使得機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)到任意角度，都可以使得橡膠軟管不會掉 落，仍舊可以實現(xiàn)收放功能，保證橡膠軟管不出現(xiàn)糾結(jié)現(xiàn)象。
圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明高壓水噴水裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明高壓水噴水裝置的噴槍結(jié)構(gòu)示意圖(即圖3中噴槍的放大圖)。 標(biāo)號說明
1、銅管；2、水下攝像機(jī)；3、噴槍；4、絲桿驅(qū)動裝置；5、噴槍機(jī)構(gòu)6、 清洗臂機(jī)構(gòu)；7、配重機(jī)構(gòu)；8、電動推桿；9、電動推桿驅(qū)動裝置；10、齒條；11、齒 輪導(dǎo)向座；12、旋轉(zhuǎn)支架組件；13、進(jìn)水管口； 14、工業(yè)控制計算機(jī)；15、電氣控制箱； 16、回轉(zhuǎn)支承；17、行走支架組件；18、履帶行走機(jī)構(gòu)；19、行走驅(qū)動裝置；20、回轉(zhuǎn) 支承驅(qū)動裝置；21、高壓水介質(zhì)源；22、高壓水出水電磁閥；23、連通軟管；24、工作 站計算機(jī)；25、第一聲納傳感器；26、高壓水泵；27、清洗臂驅(qū)動軸；28、旋轉(zhuǎn)絲桿； 29噴槍旋轉(zhuǎn)支架；30、噴槍支座；31、高壓水硬管；32、橡膠軟管；33、齒輪；34、 履帶支架底盤；35、驅(qū)動輪；36、從動輪；37、托輪；38、支重輪；39、車架；40、張緊裝置；41、履帶；42、導(dǎo)線槽；43、可編程控制器；44、化學(xué)藥劑儲液槽；45、緩蝕 劑電磁閥；46、加酸電磁閥；47、加堿電磁閥；48、導(dǎo)向輪；49、第四和第五聲納傳 感器；50、清洗壁；51、第二和第三聲納傳感器；52、噴嘴；64、導(dǎo)向糟板；66、鋼管； 68、移動螺母；70、鋼冒；71、擴(kuò)糟；72、噴嘴滑座；73、壓簧；75、密封圈。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實施例l :
如圖1和圖2所示， 一種凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，包括履帶行走機(jī)構(gòu)、清洗機(jī)
構(gòu)和電氣控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所述清洗機(jī)構(gòu)的底端和電氣控制機(jī)構(gòu)裝設(shè)在履帶行走
機(jī)構(gòu)上，所述清洗機(jī)構(gòu)包括噴槍3、水下攝像機(jī)2、清洗臂總成、回轉(zhuǎn)支承16、連通軟 管23、以及清水介質(zhì)源26，所述清洗臂總成包括行走支架組件12、噴槍旋轉(zhuǎn)支架29、 旋轉(zhuǎn)絲桿28、清洗臂驅(qū)動軸27絲桿驅(qū)動裝置4以及配重機(jī)構(gòu)7;
回轉(zhuǎn)支承16通過行走支架組件17裝設(shè)在履帶行走機(jī)構(gòu)上，行走支架組件12設(shè)置 在回轉(zhuǎn)支承16上，所述清洗臂驅(qū)動軸27與行走支架組件12的上端連接使得噴槍旋轉(zhuǎn) 支架29可在行走支架組件12的支撐下旋轉(zhuǎn)，所述噴槍旋轉(zhuǎn)支架的一端的內(nèi)部設(shè)置有旋 轉(zhuǎn)絲桿28，另一端的內(nèi)部設(shè)有配重機(jī)構(gòu)7;
噴槍3通過噴槍支座30安裝在噴槍旋轉(zhuǎn)支架29和旋轉(zhuǎn)絲桿28上，水下攝像機(jī)2 安裝在噴槍3之上，噴槍3內(nèi)安裝有噴嘴52，噴槍3通過高壓水硬管31與配重機(jī)構(gòu)7 中的橡膠軟管32相連，橡膠軟管32通過進(jìn)水管13與連通軟管23相連，連通軟管23 通過高壓水出水電磁閥22與清洗介質(zhì)源26連通；
噴槍旋轉(zhuǎn)支架29和旋轉(zhuǎn)絲桿28的一端與旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置4相連，噴槍旋轉(zhuǎn)支架 29和旋轉(zhuǎn)絲桿28的另一端與清洗臂驅(qū)動軸27相連，清洗臂驅(qū)動軸27通過齒輪33和 齒條10組成的傳動機(jī)構(gòu)與電動推桿8相連。
所述的履帶行走機(jī)構(gòu)包括支架底盤34、驅(qū)動輪35、從動輪36、托輪37、支重輪 38、履帶41、車架39和張緊裝置40，支架底盤34和張緊裝置40安裝在車架39上， 驅(qū)動輪35、從動輪36、托輪37、支重輪38分別與履帶41相連，從動輪36與張緊裝 置40相連，驅(qū)動輪35、張緊裝置40、托輪37以及支重輪38分別與車架39相連，驅(qū) 動輪35與行走驅(qū)動裝置19連接。
所述控制機(jī)構(gòu)包括工業(yè)控制計算機(jī)14和可編程控制器43，旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置4通過導(dǎo)線槽輪42與安裝在控制箱內(nèi)的可編程控制器43相連，電動推桿驅(qū)動裝置9和行走 驅(qū)動裝置19分別與安裝在控制箱內(nèi)的可編程控制器43相連，可編程控制器43與工業(yè) 控制計算機(jī)(14)通信連接。
所述噴槍3頂部正前端裝設(shè)有第一聲納傳感器25,回轉(zhuǎn)支承的支撐板前后端分別安 裝了第二和第三聲納傳感器51,履帶行走機(jī)構(gòu)機(jī)架39的前后位置分別裝設(shè)有第四和第五 聲納傳感器49，所述的第一、第二、第三、第四和第五聲納傳感器(25， 51， 49)與 安裝在控制箱內(nèi)的可編程控制器43相連。
所述的清洗介質(zhì)源26包括高壓水介質(zhì)源和化學(xué)清洗介質(zhì)源，所述化學(xué)清洗介質(zhì)源 為化學(xué)藥劑儲液槽44，化學(xué)藥劑儲液槽44分為三個部分，分別裝載有酸性化學(xué)藥劑、 堿性化學(xué)藥劑和緩腐蝕劑；高壓水介質(zhì)源為清水槽21 。
所述配重機(jī)構(gòu)7為中空狀，控制機(jī)構(gòu)的信號線路和橡膠軟管32裝設(shè)在配重機(jī)構(gòu)7內(nèi)。
采用防水材料對所述的清洗機(jī)構(gòu)、履帶行走機(jī)構(gòu)和電氣控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行全密封。
如圖3和圖4，噴水裝置走管結(jié)構(gòu)由進(jìn)水管13、橡膠軟管32、導(dǎo)向槽板64、導(dǎo)向 輪48和鋼管66組成。其中進(jìn)水管13布置于行走支架組件17上，末端與橡膠軟管32 連接，橡膠軟管32穿過導(dǎo)向輪48中間，另一端與鋼管66連接，導(dǎo)向輪48由兩個互相 連接的輪子組成，中間有一個管子大小的間距，兩個輪子均固定在導(dǎo)向糟板64之間， 可在導(dǎo)向糟板64中做直線運(yùn)動。鋼管的另一端與噴槍3的鋼冒70連接。鋼冒70固定 在移動螺母68上，移動螺母68可隨旋轉(zhuǎn)絲桿28的轉(zhuǎn)動做上下滑動。旋轉(zhuǎn)絲桿28設(shè)置 在噴槍支架29中。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)絲桿28順時針轉(zhuǎn)動的時候，移動螺母68帶動鋼管66沿旋轉(zhuǎn)絲桿28向下 滑動，在鋼管66的推力下，橡膠軟管答的右側(cè)也會跟著向下移動，于是導(dǎo)向輪48在導(dǎo) 向糟板64內(nèi)會向下運(yùn)動，橡膠軟管32右側(cè)部分便會向左側(cè)移動，將水管向內(nèi)收。反之， 當(dāng)旋轉(zhuǎn)絲桿28逆時針轉(zhuǎn)動時，橡膠軟管32左側(cè)部分便會向右側(cè)移動，將水管向外放， 這樣實現(xiàn)水管運(yùn)動中的收放。
同時，由于機(jī)械臂要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，將兩個導(dǎo)向輪48相互連接，這樣可避免在機(jī) 械臂旋轉(zhuǎn)卯度后導(dǎo)向裝置至上端時，橡膠軟管32不會掉下來,仍舊可以實現(xiàn)收放功能， 保證橡膠軟管32不出現(xiàn)糾結(jié)現(xiàn)象。如圖4所示，本發(fā)明噴槍機(jī)構(gòu)由擴(kuò)糟71、噴嘴滑座72、壓簧73、噴嘴52和密封 圈75組成。擴(kuò)糟的一邊與鋼冒70連接，另一端與噴嘴滑座72連接，噴嘴52設(shè)置在噴 嘴滑座72內(nèi)，噴嘴52和噴嘴滑座72之間放有壓簧73，在擴(kuò)糟71與噴嘴滑座72相接 處及噴嘴滑座與噴嘴52的間隙內(nèi)均放置了圓形密封圈75.
當(dāng)高壓水開的時候，由于噴嘴52承受高壓水的壓力，會有向前的驅(qū)動力，這個力 推動噴嘴52產(chǎn)生相對于噴嘴滑座72的向前位移，從而進(jìn)入清洗管子內(nèi)部，同時使得壓 簧73產(chǎn)生形變，當(dāng)高壓水關(guān)的時候，壓簧73的形變便會產(chǎn)生一個拉力，將噴嘴52拉 回噴嘴滑座72內(nèi)，噴嘴縮回，實現(xiàn)噴嘴的自伸縮。
同時，當(dāng)高壓水開的時候，密封圈75會自動膨脹，將噴嘴滑座12與擴(kuò)糟71之間 的空隙及噴嘴滑座72與噴嘴52之間的間隙堵住，防止高壓水外泄。在噴嘴52的設(shè)計 中，采用向外擴(kuò)展的喇叭狀，這樣可以使高壓水射也后形成一個圓圈向外噴射，使清洗 區(qū)域擴(kuò)大，實現(xiàn)管壁四周的徹底清洗。
本實施例中，清洗臂軸的上端安裝了噴槍旋轉(zhuǎn)支架29和旋轉(zhuǎn)絲桿28，噴槍3通過 噴槍支座30安裝在噴槍旋轉(zhuǎn)支架29和旋轉(zhuǎn)絲桿28上，噴槍旋轉(zhuǎn)支架29起固定作用， 使噴槍3與清洗臂平面垂直，旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置4采用直流電機(jī)，用來帶動絲桿28旋 轉(zhuǎn)，使噴槍能沿著清洗臂上下滑動，滑動范圍為清洗臂頂端到清洗臂驅(qū)動軸27之間。 噴槍的滑動過程旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置4接收到控制信號驅(qū)動絲桿28旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)絲桿28 和噴槍支座30通過螺桿和螺母構(gòu)成了螺旋傳動，噴槍通過噴槍支座30順著旋轉(zhuǎn)絲桿上 下滑動，其滑動距離又由直流電機(jī)光電編碼器測試的旋轉(zhuǎn)角度信號反饋給可編程控制器 PLC43，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。噴槍的頂部安裝了一個帶光源的無線水下攝像機(jī)2，水下 攝像機(jī)2與噴槍3前端的噴嘴的相對位置固定不變，主要用于水下對凝汽器銅管1的管 孔特征和位置的識別，圖像采集卡通過無線收發(fā)裝置將水下攝像機(jī)2采集到的銅管1圖 像信息傳到工業(yè)控制計算機(jī)14，計算機(jī)通過圖像處理會將識別好的銅管管口中心坐標(biāo) 轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)角度控制命令發(fā)送給可編程控制器43。噴槍3內(nèi)安裝了可伸縮的噴嘴52， 噴嘴通過壓簧與噴嘴滑座相連，噴嘴滑座與噴槍相連，清洗時高壓水的水壓迫使噴嘴 52伸出噴槍而伸入到銅管管孔，清洗完畢后，壓簧又迫使噴嘴52收回到噴槍3內(nèi)。噴 槍3的頂部正前端安裝有聲納傳感器25，聲納傳感器25將噴嘴與凝汽管的距離信息傳 送給可編程控制器43，由可編程控制器43結(jié)合安裝在履帶行走機(jī)構(gòu)機(jī)架上的聲納傳感 器49距離信息計算出使噴嘴垂直于凝汽器銅管清洗平面回轉(zhuǎn)支承16需要旋轉(zhuǎn)的角度。清洗臂軸的下端設(shè)計了配重機(jī)構(gòu)7，配重機(jī)構(gòu)為中空狀，里面裝設(shè)了導(dǎo)向槽板和導(dǎo)向輪 48，橡膠軟管32與硬水管相連，清洗介質(zhì)通過橡膠軟管32和硬水管31流入噴槍內(nèi)， 導(dǎo)向槽板保證了硬水管31隨噴槍只能作上下直線滑動而不會發(fā)生傾斜，橡膠軟管32通 過導(dǎo)向輪48而隨噴槍的上下滑動自由巻曲不會拖墜。清洗臂通過法蘭連接于清洗臂驅(qū) 動軸27上，清洗臂驅(qū)動軸經(jīng)銅套、密封圈、壓蓋、齒輪33與電動推桿8連接，電動推 桿驅(qū)動裝置9采用直流恒速馬達(dá)，直流恒速馬達(dá)通過驅(qū)動器與控制箱內(nèi)的可編程控制器 43相連，可編程控制器43根據(jù)工業(yè)控制計算機(jī)14的控制命令控制直流恒速馬達(dá)驅(qū)動 電動推桿8作直線運(yùn)動，通過電動推桿的齒條10與齒輪33的連接，可把電動推桿的直 線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成清洗臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使其實現(xiàn)360。轉(zhuǎn)動。清洗臂驅(qū)動軸27與行走支架組 件12相連，行走支架組件12和控制箱15安裝在回轉(zhuǎn)支承16上，回轉(zhuǎn)支承16通過行 走支架組件17裝設(shè)在履帶行走機(jī)構(gòu)上，回轉(zhuǎn)支承驅(qū)動裝置20驅(qū)動回轉(zhuǎn)支承旋轉(zhuǎn)360° 從而調(diào)節(jié)清洗臂平面與凝汽器銅管清洗平面的位置關(guān)系?；剞D(zhuǎn)支承16的支撐板前后端 各安裝了一個聲納傳感器51，機(jī)器人移動時兩個聲納傳感器51將機(jī)器人本體與前后水 室壁的距離值送給控制箱內(nèi)的可編程控制器43，達(dá)到某一設(shè)定值(可調(diào))時控制器產(chǎn)生中 斷信號停止機(jī)器人的移動，避免了機(jī)器人本體與前后水室壁的碰撞。履帶行走機(jī)構(gòu)包括 支架底盤34、驅(qū)動輪35、從動輪36、托輪37、支重輪38、履帶41、車架39和張緊裝 置40，支架底盤34固定在車架39上，驅(qū)動輪35裝設(shè)在車架39上，履帶41繞設(shè)于驅(qū) 動輪35和從動輪36上，張緊裝置40安裝在車架39上并與從動輪36連接，根據(jù)履帶 41與機(jī)架39的配合關(guān)系而伸縮，保證履帶具有一定的張力，車架39上方設(shè)有托輪37， 用來支撐上面的履帶41不使其凹下來，車架39下方裝設(shè)有一排支重輪38，支重輪38 既負(fù)責(zé)整個履帶行走機(jī)構(gòu)還有安裝在支架底盤34上的所有設(shè)備的重量承托。采用履帶 41結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)高壓水射流清洗時會對機(jī)器人帶來一定的反作用力，有可能導(dǎo)致機(jī)器 人車體偏離預(yù)定水平軌跡，履帶41的結(jié)構(gòu)由于會增大與地面的摩擦力而解決此問題， 驅(qū)動輪35安裝了行走驅(qū)動裝置19，行走驅(qū)動裝置19為直流無刷電機(jī)，直流無刷電機(jī) 通過驅(qū)動器與控制箱內(nèi)的可編程控制器43相連，履帶行走機(jī)構(gòu)采用兩輪差分驅(qū)動方式， 左右驅(qū)動輪分別由直流無刷電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動，可編程控制器43根據(jù)工業(yè)控制計算機(jī)14的 控制命令控制左右驅(qū)動輪的直流無刷電機(jī)，履帶41由兩驅(qū)動輪驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)角度 由光電編碼器經(jīng)驅(qū)動器反饋到可編程控制器43,構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。在履帶行走機(jī)構(gòu) 車架39的前后各安設(shè)有一個聲納傳感器49(型號SRF05)主要用于測試與清洗壁50的距離，避免機(jī)器人在行進(jìn)中與清洗壁50相碰撞，當(dāng)機(jī)器人車體距離清洗壁50小于某一 設(shè)定值(可調(diào))時，相應(yīng)的聲納傳感器49向可編程控制器43發(fā)送中斷命令，可編程控制 器43響應(yīng)中斷后，停止機(jī)器人的移動然后通過預(yù)定距離值計算出機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)角度， 最后使機(jī)器人本體與清洗壁50的距離調(diào)整到設(shè)定值，當(dāng)履帶行走機(jī)構(gòu)車架39前后的聲 納傳感器49將各自所測距離信息傳到PLC,當(dāng)兩個聲納傳感器49的測量值不相同時 PLC將參照較大的距離值計算出履帶行走機(jī)構(gòu)需要旋轉(zhuǎn)的角度，調(diào)整機(jī)器人位置使其清 洗平面與清洗壁面50保持平行位置。清洗介質(zhì)源包括高壓水介質(zhì)源和化學(xué)清洗介質(zhì)源， 高壓水介質(zhì)源的高壓水泵26，主要用于連續(xù)產(chǎn)生采用高壓水射流清洗方式時所需的高 壓水，水壓為20-40Mpa(根據(jù)具體清洗要求而定)，通過壓力傳感器(型號PPM241Z) 測量?；瘜W(xué)藥劑儲液槽44和高壓水泵26與連通軟管23相連，連通軟管23通過進(jìn)水管 13與橡膠軟管32相連，在化學(xué)清洗方式中，化學(xué)藥劑儲液槽44內(nèi)存儲了酸液、堿液 和緩蝕劑三種化學(xué)藥劑，需要三個計量槽，每個計量槽中都安裝液位傳感器(型號 JW-0.85/2.5計量泵)，當(dāng)計量槽的液位小于某一設(shè)定值時，由相應(yīng)的液位傳感器向控制 清洗系統(tǒng)的PLC發(fā)出中斷請求，PLC相應(yīng)中斷后，向相應(yīng)的計量泵電機(jī)發(fā)出控制命令 加藥劑直到液位達(dá)到預(yù)定值。如圖3所示，本實施例中，控制機(jī)構(gòu)采用分布式控制方式， 由一臺上位機(jī)和多臺下位機(jī)組成，上位機(jī)為工作站工業(yè)控制計算機(jī)24，下位機(jī)分為控 制機(jī)器人的工業(yè)控制計算機(jī)14和控制清洗系統(tǒng)的可編程控制器。清洗機(jī)器人安裝在現(xiàn) 場，控制機(jī)器人的工業(yè)控制計算機(jī)14設(shè)置在控制箱內(nèi)，水下攝像機(jī)將凝汽器銅管圖像 傳到工業(yè)控制計算機(jī)14，工業(yè)控制計算機(jī)14對圖像進(jìn)行處理并識別出銅管管口中心然 后將其轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)，最后工業(yè)控制計算機(jī)14將電機(jī)控制參數(shù)傳送給可編程控 制器43,再由其控制履帶行走機(jī)構(gòu)和清洗機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。控制清洗系統(tǒng)的可編程控制器 接收上位機(jī)傳送來的控制命令分別控制化學(xué)清洗和高壓水射流清洗。上位機(jī)位于工作室 內(nèi)，其核心為工業(yè)控制計算機(jī)IPC，負(fù)責(zé)采集凝汽器工況參數(shù)、計算污垢系數(shù)、高壓水 壓力、流量、清洗劑濃度、清洗時間和周期、下位機(jī)的控制參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)監(jiān)控，具有 動態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)存儲、報表打印等功能。工作站工業(yè)控制計算機(jī)24通過無線網(wǎng)卡 與控制箱內(nèi)的工業(yè)控制計算機(jī)14進(jìn)行通信，還通過PC/MPI電纜與控制清洗系統(tǒng)的可 編程控制器進(jìn)行通信。
凝汽器清洗系統(tǒng)在功能上包括高壓水射流清洗子系統(tǒng)和化學(xué)清洗子系統(tǒng)。該系統(tǒng)基 本工作原理為冷凝器運(yùn)行時，清洗系統(tǒng)實時監(jiān)測凝汽器的污垢程度。當(dāng)污垢系數(shù)大于某一設(shè)定值時，即啟動高壓水射流清洗，高壓水射流清洗能夠有效清除管內(nèi)松散性，但 對管內(nèi)析晶污垢則不能完全清除，因此，高壓水射流清洗后若污垢系數(shù)仍未達(dá)到要求， 則啟動化學(xué)清洗，直至析晶污垢完全清楚。
1、 高壓水射流清洗子系統(tǒng)
(1) PLC系統(tǒng)
PLC系統(tǒng)由西門子模塊組成，包括CPU模塊(S7-226)、數(shù)字量輸入輸出模塊 (SM223)、模擬量輸入模塊(SM231)、模擬量輸出模塊(SM232)。 PLC系統(tǒng)用來獲取高壓 水壓力值和控制各種電磁閥、變頻器(西門子變頻器MicroMaster430)及其高壓水泵電機(jī)； 此外為了顯示狀態(tài)信息和故障信息，安設(shè)了液晶顯示屏。
(2) 噴槍3的定位控制
為了保證凝汽器的高效清洗，噴槍3對凝汽器銅管1的精確定位是本清洗系統(tǒng)工作 的核心。噴槍的視覺伺服控制系統(tǒng)采用了水下攝像機(jī)，以直流馬達(dá)作為關(guān)節(jié)驅(qū)動部件， 并配以光電編碼器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。定位過程是水下攝像機(jī)將所拍攝到的圖像由無 線發(fā)射器發(fā)送到接收器，再由接收器經(jīng)圖像采集卡送至工控機(jī)，工控機(jī)對圖像進(jìn)行處理 后將凝汽器的管口布置的位置坐標(biāo)參數(shù)送至控制電機(jī)的可編程控制器，可編程控制器根 據(jù)管口位置坐標(biāo)參數(shù)，完成清洗臂的驅(qū)動控制，最終使噴嘴正對準(zhǔn)待清洗的銅管管口中 心；此外，為了減少機(jī)械振動，對所有驅(qū)動裝置的控制都采取了電氣制動的方式，這些 保證了噴槍的精確定位控制。
(3) 高壓水清洗控制
壓力傳感器測量的清洗壓力值輸入到PLC模擬量輸入模塊，由PLC啟動高壓水泵 電機(jī)，并調(diào)節(jié)變頻器，使高壓水壓力達(dá)到設(shè)定值。待噴槍定位完畢，噴槍對準(zhǔn)凝汽器銅 管中心，高壓水出水電磁閥動作，高壓水由連通軟管與橡膠軟管相連，再經(jīng)硬水管到達(dá) 噴槍，高壓水的壓力迫使噴槍內(nèi)的噴嘴伸出噴槍伸入到管孔內(nèi)對凝汽器銅管進(jìn)行高壓水 射流清洗。清洗完畢后，噴嘴回縮，高壓水出水電磁閥關(guān)閉，再進(jìn)行下一根銅管的清洗。
(4) 通信
PLC通過PC/MPI適配器與工控機(jī)進(jìn)行通信；水下攝像機(jī)通過無線收發(fā)設(shè)備再加圖 像采集卡與工控機(jī)通信。
2、 化學(xué)清洗子系統(tǒng)
主要包括加緩蝕劑、加酸、中和置換等步驟，其控制過程如下(1) 加緩蝕劑
在加酸前，先加緩蝕劑，可以降低冷凝器的腐蝕速率。緩蝕劑劑量與鹽酸濃度有關(guān)， 通過緩蝕劑電磁閥45(型號40型通過電磁閥)控制。
(2) 加酸
PLC根據(jù)設(shè)定的鹽酸濃度值參數(shù)，啟動各相關(guān)的電磁閥46和加藥計量泵。加藥量 的調(diào)節(jié)通過計量泵電機(jī)變頻調(diào)速來實現(xiàn)。在清洗過程中，保持冷卻水入口的pH值不變 (pH值傳感器型號GW24-WQ201)，以維持酸的濃度。上位機(jī)監(jiān)視污垢系數(shù)，當(dāng)污垢 系數(shù)降低至某一設(shè)定值(可調(diào))且冷卻水出口濁度、硬度顯著增大時，停止加酸。
(3) 中和置換
將化學(xué)清洗后的酸液通過排污閥置換出系統(tǒng)，當(dāng)冷卻水濁度〈20mg/L(可調(diào))，啟動 堿計量泵47加堿中和，并將冷卻水pH值調(diào)到7以上，運(yùn)行20 30小時后，即完成化 學(xué)清洗。
綜上所述，該機(jī)器人的傳動系統(tǒng)、各種傳感器以及多臺PLC和視覺伺服機(jī)構(gòu)都必 須在電氣控制系統(tǒng)的精確控制下，才能協(xié)調(diào)完成凝汽器的在線高效清洗任務(wù)。 參見圖4所示，具體工作過程為
1、 清洗前的準(zhǔn)備
(1) 初始化
包括上位機(jī)和所有下位機(jī)的初始化。
(2) 選擇清洗的方式
智能移動清洗機(jī)器人主要能夠?qū)崿F(xiàn)高壓水射流清洗和化學(xué)清洗兩種在線清洗方式。 一般采用高壓水射流清洗，以清除松散性污垢，只有當(dāng)析晶污垢達(dá)到某一程度(根據(jù)污 添系數(shù)的大小確定)時，才采用化學(xué)清洗，以清除析晶污垢。
2、 高壓水射流清洗方式
(1) 選擇高壓水射流清洗方式后，由行走驅(qū)動裝置19驅(qū)動履帶行走機(jī)構(gòu)使機(jī)器人本 體移動到水室的右側(cè)(從正對清洗臂的角度看)，清洗臂直立，噴槍3至于清洗臂頂端。
(2) 移動機(jī)器人本體在水室中的位置。移動過程中由機(jī)器人本體前端聲納傳感器 51(從正對清洗臂的角度看，機(jī)器人本體左側(cè)為前端，右側(cè)為后端，機(jī)器人后退時利用 后端聲納傳感器)測量機(jī)器人本體與前端水室壁的距離，達(dá)到某一設(shè)定值時(可調(diào))時停止 移動，同時移動過程中履帶行走機(jī)構(gòu)機(jī)架39上的兩個聲納傳感器49測量機(jī)器人本體與清洗壁50的距離，當(dāng)兩個聲納傳感器49測量值不相同時，PLC將參照較大的距離值計 算出履帶行走機(jī)構(gòu)需要旋轉(zhuǎn)的角度，再通過差分驅(qū)動方式控制履帶行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置 調(diào)整機(jī)器人的位置，使其清洗平面與清洗壁50保持平行位置。機(jī)器人移動到冷凝管待 清洗區(qū)域后，電機(jī)產(chǎn)生制動信號使機(jī)器人在該位置鎖死而不會產(chǎn)生任何偏移。由噴槍3 頂部正前端的聲納傳感器25和履帶機(jī)架聲納傳感器49測量的距離值計算出旋轉(zhuǎn)參數(shù)調(diào) 整回轉(zhuǎn)支承16，保證了噴嘴垂直于凝汽器銅管清洗面
(3) 啟用水下攝像機(jī)2，將拍攝的待清洗凝汽器銅管圖像經(jīng)圖像采集卡送至工業(yè)控制 計算機(jī)14，工業(yè)控制計算機(jī)14對圖像進(jìn)行處理后計算出銅管管口坐標(biāo)再轉(zhuǎn)換成電動推 桿驅(qū)動裝置9和旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置4的旋轉(zhuǎn)角度，調(diào)整清洗臂和噴槍3的位置，再根據(jù) 電動推桿驅(qū)動裝置9和旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置4的光電編碼器反饋參數(shù)構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)， 實現(xiàn)角度的調(diào)整，使噴嘴與待清洗的銅管管口精確對準(zhǔn)。
(4) 打開高壓水出水電磁閥22，高水壓的壓力促使噴嘴伸到銅管管孔里，清洗已經(jīng) 對準(zhǔn)的凝汽器銅管l;同時啟動清洗定時器，控制一根銅管的清洗時間。定時器定時時 間(可調(diào))一到，關(guān)閉高壓水出水電磁閥22，噴嘴回縮，清洗定時器清零。
(5) 判斷該清洗區(qū)域是否還有凝汽器銅管沒有清洗。如果還有銅管沒有清洗則轉(zhuǎn)至 步驟(3)，通過圖像識別出下一跟待清洗銅管1的管口中心坐標(biāo)，調(diào)整清洗臂和噴槍3 的位置，使噴嘴對準(zhǔn)銅管的管口，重復(fù)步驟(3) (5)。
(6) 判斷水室中已清洗完畢的區(qū)域左邊是否還有待清洗的區(qū)域。如果還有區(qū)域需要 清洗則轉(zhuǎn)至步驟(2)，移動機(jī)器人本體在水室中的位置，對下一片待清洗區(qū)域進(jìn)行清洗， 重復(fù)步驟(2) (6)
(7) 如果凝汽器沒有需要清洗的區(qū)域，則確定本次的高壓水射流清洗完成，執(zhí)行結(jié) 束清洗程序。關(guān)閉高壓水泵，使機(jī)器人清洗臂恢復(fù)直立，噴槍回到清洗臂的頂端位置， 驅(qū)動履帶行走機(jī)構(gòu)使機(jī)器人移動到水室右側(cè)的設(shè)定位置，移動過程中回轉(zhuǎn)支承的支撐板 后端的聲納傳感器51起作用，最后顯示"高壓水射流清洗方式結(jié)束"，自動關(guān)閉電源。
3、化學(xué)清洗方式
(l)選擇化學(xué)清洗方式后，由行走驅(qū)動裝置19驅(qū)動履帶行走機(jī)構(gòu)使機(jī)器人本體移動 到水室的中央，移動過程中履帶行走機(jī)構(gòu)機(jī)架39上的兩個聲納傳感器49測量機(jī)器人本 體與清洗壁50的距離，當(dāng)兩個聲納傳感器49測量值不相同時，PLC將參照較大的距離 值計算出履帶行走機(jī)構(gòu)需要旋轉(zhuǎn)的角度，再通過差分驅(qū)動方式控制履帶行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置調(diào)整機(jī)器人的位置，使其清洗平面與清洗壁50保持平行位置，然后按照預(yù)設(shè)的旋 轉(zhuǎn)參數(shù)控制旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置4的旋轉(zhuǎn)角度，使噴槍3移動到清洗臂的中間位置。
(2) 啟動循環(huán)水泵，使水室中的水進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。加入一定量的緩蝕劑，根據(jù)現(xiàn)場 的情況加入適當(dāng)?shù)木徫g劑，以降低凝汽器的腐蝕速率。緩蝕劑劑量與鹽酸濃度有關(guān)，由 緩蝕劑電磁閥45控制，同時啟動加緩蝕劑定時器。
(3) 加緩蝕劑定時器時間(可調(diào))到，開始加酸。清洗系統(tǒng)可編程控制器根據(jù)設(shè)定的鹽 酸濃度值參數(shù)，啟動各相關(guān)的電磁閥46和加藥計量泵。加藥量的調(diào)節(jié)通過計量泵電機(jī) 變頻調(diào)速來實現(xiàn)。在清洗過程中，由pH值傳感器實時地測量冷卻水入口的pH值，將 該參數(shù)反饋到加酸電磁閥46，以保持冷卻水入口的pH值不變，以維持酸的濃度。上位 機(jī)監(jiān)視污垢參數(shù)，當(dāng)污垢參數(shù)降低至某一設(shè)定值(可調(diào))且冷卻水出口濁度、硬度顯著增 大時，停止加酸。
(4) 將清洗后的酸液通過排污閥置換出系統(tǒng)，當(dāng)冷卻水濁度〈Omg/L(可調(diào))時，啟動 堿計量泵47加堿中和，并將冷卻水pH值調(diào)到7以上，運(yùn)行20 30小時(時間由定時器 或者人為控制)后，即完成化學(xué)清洗。
(5) 執(zhí)行結(jié)束清洗程序。按照預(yù)設(shè)定結(jié)束指令參數(shù)，使噴槍回到清洗臂的頂端位置， 驅(qū)動履帶行走機(jī)構(gòu)使機(jī)器人移動到水室右側(cè)的設(shè)定位置，這時回轉(zhuǎn)支承的支撐板后端的 聲納傳感器起作用，最后顯示"化學(xué)清洗方式結(jié)束"，自動關(guān)閉電源。
權(quán)利要求
1. 一種凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，包括履帶行走機(jī)構(gòu)、清洗機(jī)構(gòu)和電氣控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所述清洗機(jī)構(gòu)的底端和電氣控制機(jī)構(gòu)裝設(shè)在履帶行走機(jī)構(gòu)上，所述清洗機(jī)構(gòu)包括噴槍(3)、水下攝像機(jī)(2)、清洗臂總成、回轉(zhuǎn)支承(16)、連通軟管(23)、以及清水介質(zhì)源(26)，所述清洗臂總成包括行走支架組件(12)、噴槍旋轉(zhuǎn)支架(29)、旋轉(zhuǎn)絲桿(28)、清洗臂驅(qū)動軸(27)絲桿驅(qū)動裝置(4)以及配重機(jī)構(gòu)(7)；回轉(zhuǎn)支承(16)通過行走支架組件(17)裝設(shè)在履帶行走機(jī)構(gòu)上，旋轉(zhuǎn)支架組件(12)設(shè)置在回轉(zhuǎn)支承(16)上，所述清洗臂驅(qū)動軸(27)與旋轉(zhuǎn)支架組件(12)的上端連接使得噴槍旋轉(zhuǎn)支架(29)可在旋轉(zhuǎn)支架組件(12)的支撐下旋轉(zhuǎn)，所述噴槍旋轉(zhuǎn)支架的一端的內(nèi)部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)絲桿(28)，另一端的內(nèi)部設(shè)有配重機(jī)構(gòu)(7)；噴槍(3)通過噴槍支座(30)安裝在噴槍旋轉(zhuǎn)支架(29)和旋轉(zhuǎn)絲桿(28)上，水下攝像機(jī)(2)安裝在噴槍(3)之上，噴槍(3)內(nèi)安裝有噴嘴(52)，噴槍(3)通過高壓水硬管(31)與配重機(jī)構(gòu)(7)中的橡膠軟管(32)相連，橡膠軟管(32)通過進(jìn)水管(13)與連通軟管(23)相連，連通軟管(23)通過高壓水出水電磁閥(22)與清洗介質(zhì)源(26)連通；噴槍旋轉(zhuǎn)支架(29)和旋轉(zhuǎn)絲桿(28)的一端與旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置(4)相連，噴槍旋轉(zhuǎn)支架(29)和旋轉(zhuǎn)絲桿(28)的另一端與清洗臂驅(qū)動軸(27)相連，清洗臂驅(qū)動軸(27)通過齒輪(33)和齒條(10)組成的傳動機(jī)構(gòu)與電動推桿(8)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，其特征在于所述的履帶 行走機(jī)構(gòu)包括支架底盤(34)、驅(qū)動輪(35)、從動輪(36)、托輪(37)、支重輪(38)、履帶(41)、 車架(39)和張緊裝置(40)，支架底盤(34)和張緊裝置(40)安裝在車架(39)上，驅(qū)動輪(35)、 從動輪(36)、托輪(37)、支重輪(38)分別與履帶(41)相連，從動輪(36)與張緊裝置(40)相連， 驅(qū)動輪(35)、張緊裝置(40)、托輪(37)以及支重輪(38)分別與車架(39)相連，驅(qū)動輪(35) 與行走驅(qū)動裝置(19)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，其特征在于所述控 制機(jī)構(gòu)包括工業(yè)控制計算機(jī)(14)和可編程控制器(43),旋轉(zhuǎn)絲桿驅(qū)動裝置(4)通過導(dǎo)線槽 輪(42)與安裝在控制箱內(nèi)的可編程控制器(43)相連，電動推桿驅(qū)動裝置(9)和行走驅(qū)動裝 置(19)分別與安裝在控制箱內(nèi)的可編程控制器(43)相連，可編程控制器(43)與工業(yè)控制計 算機(jī)(14)通信連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，其特征在于所述噴槍(3)頂部正前端裝設(shè)有第一聲納傳感器(25)，回轉(zhuǎn)支承的支撐板前后端分別安裝了第二和第 三聲納傳感器(51)，履帶行走機(jī)構(gòu)機(jī)架(39)的前后位置分別裝設(shè)有第四和第五聲納傳感器 (49)，所述的第一、第二、第三、第四和第五聲納傳感器(25, 51, 49)與安裝在控制 箱內(nèi)的可編程控制器(43)相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，其特征在于所述的清洗 介質(zhì)源(26)包括高壓水介質(zhì)源和化學(xué)清洗介質(zhì)源，所述化學(xué)清洗介質(zhì)源為化學(xué)藥劑儲 液槽(44)，化學(xué)藥劑儲液槽(44)分為三個部分，分別裝載有酸性化學(xué)藥劑、堿性化學(xué)藥 劑和緩腐蝕劑；高壓水介質(zhì)源為清水槽(21)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，其特征在于所述配重機(jī) 構(gòu)(7)為中空狀，控制機(jī)構(gòu)的信號線路和橡膠軟管(32)裝設(shè)在配重機(jī)構(gòu)(7)內(nèi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，其特征在于采用防水材料對 所述的清洗機(jī)構(gòu)、履帶行走機(jī)構(gòu)和電氣控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行全密封。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，其特征在于所述的配重 機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向槽板，所述導(dǎo)線輪設(shè)置在導(dǎo)向槽板中，所述橡膠軟管繞過導(dǎo)線輪，所述 橡膠軟管的一端接進(jìn)水管，另一端接所述的噴槍，所述的噴槍由噴嘴滑座和噴嘴組成， 所述的噴嘴設(shè)置在該噴嘴滑座中，所述噴嘴和噴嘴滑座之間的空隙中設(shè)有壓簧。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，其特征在于所述的噴嘴 的外壁或噴嘴滑座的內(nèi)壁上設(shè)有凹槽，該凹槽中設(shè)有密封圈，所述噴嘴的外端采用喇叭 形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，其特征在于所述 的橡膠軟管卡裝在2個連為一體的導(dǎo)線輪之間，該2個導(dǎo)線輪之間的間隔為一個橡膠軟 管的直徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種凝汽器智能移動清洗機(jī)器人，可用于大型清洗設(shè)備領(lǐng)域，包括履帶行走機(jī)構(gòu)、清洗機(jī)構(gòu)和電氣控制機(jī)構(gòu)；噴槍連接在清洗臂的噴槍旋轉(zhuǎn)支架上，噴槍上裝有水下攝像機(jī)，噴槍通過連通軟管與清洗介質(zhì)源相連；清洗臂通過驅(qū)動軸與清洗臂行走支架組件相連，清洗臂驅(qū)動軸與電動推桿相連；清洗臂行走支架組件安裝于回轉(zhuǎn)支承上，回轉(zhuǎn)支承通過行走支架組件裝設(shè)在履帶行走機(jī)構(gòu)上；噴槍頂部正前端、回轉(zhuǎn)支承的支撐板前后端和履帶機(jī)架的前后位置安裝有聲納傳感器。本發(fā)明機(jī)器人關(guān)節(jié)少，結(jié)構(gòu)簡單，加工裝配方便，同時能在凝汽器水室中自主移動完成凝汽器銅管的精確定位和高效清洗，其適用范圍廣，自動化程度高。
文檔編號F28G1/16GK101430176SQ20081014370
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者余洪山, 夏漢民, 孫程鵬, 偉 寧, 江 朱, 王耀南, 淼 胡, 許海霞, 霞 鄧, 錢存海 申請人:湖南大學(xué)