一种异形管道内壁激光清洗机器人及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115921460A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211514076.7(22)申请日2022.11.30(71)申请人宝宇（武汉）激光技术有限公司地址430000湖北省武汉市东湖新技术开发区茅店山中路5号武钢高新产业园2号楼1层1-102(72)发明人李震叶小威王亦军(74)专利代理机构武汉大楚知识产权代理事务所(普通合伙)42257专利代理师徐杨松高源(51)Int.Cl.B08B9/051(2006.01)B08B7/00(2006.01)B08B13/00(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称一种异形管道内壁激光清洗机器人及方法(57)摘要本发明涉及一种异形管道内壁激光清洗机器人，包括：爬行机构和激光清洗头，激光清洗头与爬行机构连接，激光清洗头绕爬行机构中轴线进行360°旋转；激光清洗头中内置轮廓测量模块、振镜、光栅盘和光电开关，光电开关与光栅盘相适配，光电开关以计数的方式获得激光清洗头的旋转角度。有益效果为：采用机器人深入异形管道内对管道进行清洗，能清洗狭长异形管道，可识别管道内壁上的附着物，以实现准确高精度清洗，此外，可以避免清洗在非附着物区域而损伤管道，相比人工清洗而言，效率高。CN115921460ACN115921460A权利要求书1/2页1.一种异形管道内壁激光清洗机器人，其特征在于，包括：爬行机构(1)和激光清洗头(2)，所述激光清洗头(2)与所述爬行机构(1)连接，所述激光清洗头(2)绕爬行机构(1)中轴线进行360°旋转；所述激光清洗头(2)中内置轮廓测量模块(201)、振镜(202)、光栅盘(203)和光电开关(204)，所述光电开关(204)与光栅盘(203)相适配，所述光电开关(204)以计数的方式获得激光清洗头(2)的旋转角度。2.根据权利要求1所述的一种异形管道内壁激光清洗机器人，其特征在于，还包括：调焦模组(3)，所述调焦模组(3)设置在所述爬行机构(1)上，所述调焦模组(3)的出光入射在所述振镜(202)的镜片上。3.根据权利要求1或2所述的一种异形管道内壁激光清洗机器人，其特征在于，所述调焦模组(3)包括：依次布置的第一凹透镜(301)、第一凸透镜(302)、第二凸透镜(303)和第二凹透镜(304)，所述第一凹透镜(301)的凹面处在背离第一凸透镜(302)的一侧，所述第一凸透镜(302)的凸面处在背离第一凹透镜(301)的一侧，所述第二凸透镜(303)的凸面处在背离第二凹透镜(304)的一侧，所述第二凹透镜(304)的凹面处在靠近第二凸透镜(303)的一侧，所述第二凸透镜(303)与电机固联。4.根据权利要求1或2或3所述的一种异形管道内壁激光清洗机器人，其特征在于，所述第一凹透镜(301)的焦距f1为‑40mm，所述第一凸透镜(302)的焦距f2为80mm，所述第一凹透镜(301)与所述第一凸透镜(302)之间的镜面间距为35.2mm；所述第二凸透镜(303)的焦距f3为64mm，所述第二凹透镜(304)的焦距f4为‑81mm；所述第一凸透镜(302)与所述第二凹透镜(304)之间的镜面间距为71.8mm，所述第二凸透镜(303)通过电机在0‑12mm范围移动。5.根据权利要求1所述的一种异形管道内壁激光清洗机器人，其特征在于，所述激光清洗头(2)包括：轮廓测量模块(201)、振镜(202)、光栅盘(203)、光电开关(204)、主控板(205)、上罩盖(206)、下罩盖(207)、底盘(208)、头部支轴(209)、有线滑环(210)、R轴电机(211)、主动齿轮(212)和环形齿轮(213)，所述底盘(208)布置在上罩盖(206)和下罩盖(207)之间，所述R轴电机(211)处在上罩盖(206)内，并与底盘(208)相固定；所述R轴电机(211)的主轴贯穿底盘(208)，并与位于下罩盖(207)内的主动齿轮(212)相固定；所述头部支轴(209)的一端经下罩盖(207)的底部穿入下罩盖(207)内，并与位于下罩盖(207)内的环形齿轮(213)固定，所述头部支轴(209)的另一端与所述爬行机构(1)相固定；所述环形齿轮(213)通过有线滑环(210)与底盘(208)相固定，所述主动齿轮(212)与环形齿轮(213)相啮合；所述主控板(205)、轮廓测量模块(201)和振镜(202)固定在上罩盖(206)内，所述轮廓测量模块(201)和振镜(202)分别与所述主控板(205)电连接，所述上罩盖(206)侧面对应轮廓测量模块(201)和振镜(202)分别设置窗口镜；所述头部支轴(209)轴向贯通设置激光通道，所述调焦模组(3)的出光经激光通道入射在所述振镜(2