(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211216413.4 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 太原理工大 学 地址 030024 山西省太原市迎泽西大街79 号 (72)发明人 张金柱　郭奇宙　王涛　祁应福　 孟家豪　 (74)专利代理 机构 太原申立德知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 14115 专利代理师 闫帅平 (51)Int.Cl. B24B 5/35(2006.01) B24B 5/40(2006.01) B24B 41/04(2006.01) B24B 41/06(2012.01)B24B 49/12(2006.01) B24B 55/00(2006.01) (54)发明名称 一种可调整位姿的手动适应小口径钢管内 壁的修磨机 器人 (57)摘要 本发明属于钢管修磨技术领域， 具体涉及一 种可调整位姿的手动适应小口径钢管内壁的修 磨机器人， 包括被动调姿机构、 辅助加工机构、 修 磨模块、 自适应进给机构、 照明灯、 工业相机、 工 控机和电源； 辅助加工机构包括张紧模块、 螺栓 座、 调节螺栓、 调节螺母和张紧环， 所述张紧模块 有多个， 均匀设置在定平台的外侧面上， 所述螺 栓座有两个对称设置在定平台的外侧面上， 所述 调节螺栓安装在螺栓座内， 所述调节螺母螺纹连 接在调节螺栓上， 所述张紧环套设在调节螺栓 上， 其所述调节螺母位于张紧环与螺栓座之间， 在所述张紧模块与张紧环之间连接有张紧绳， 本 发明通过手动旋转调节螺母调节辅助加工机构 的张开度， 从而适应不同内径的钢管。 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 CN 115415868 A 2022.12.02 CN 115415868 A 1.一种可调整位姿的手动适应小口径钢管内壁的修磨机器人， 其特征在于： 包括被动 调姿机构(1)、 辅助加工机构(2)、 修磨模块(3)、 自适应进给机构(4)、 照明灯(5)、 工业相机 (6)、 工控机(7)和电源(8)； 所述被动调姿机构(1)包括定平台(11)、 动平台一(12)和动平台二(13)， 所述动平台一 (12)铰接在定平台(11)内部， 所述动平台二(13)铰接在动平台一(12)内部， 且所述动平台 一(12)与定平台(11)之间的铰接轴线和动平台二(13)与动平台一(12)之间的铰接轴线相 互垂直； 所述辅助加工机构(2)包括张紧模块(21)、 螺栓座(22)、 调节螺栓(23)、 调节螺母(24) 和张紧环(25)， 所述张紧模块(21)有多个， 均匀设置在定平台(11)的外侧面上， 所述螺栓座 (22)有两个对称设置在定平台(11)的外侧面上， 所述调节螺栓(23)安装在螺栓座(22)内， 所述调节螺母(24)螺纹连接在调节螺栓(23)上， 所述张紧环(25)套设在调节螺栓(23)上， 其所述调节螺母(24)位于张紧环(25)与螺栓座(22)之间， 在所述张紧模块(21)与张紧环 (25)之间连接有张紧绳(26)， 通过调节螺母(24)调节张紧环(25)与张紧模块(21)之间的间 距， 达到调节张紧模块(21)张开度的目的； 所述修磨模块(3)包括砂轮(31)、 转轴(32)、 前端法兰(33)、 修磨电机(34)、 支撑杆(35) 和末端法兰(36)， 所述砂轮(31)安装在转轴(32)的一端， 所述转轴(32)的另一端穿过动平 台二(13)与修磨电机(34)的输出轴连接， 所述修磨电机(34)通过前端法兰(33)与定平台 (11)固定连接， 所述末端法兰(36)固定在修磨电机(34)的末端， 在所述前端法兰(33)与末 端法兰(3 6)之间设置有 多个支撑杆(3 5)； 所述自适应进给机构( 4)包括关节电机一( 40)、 法兰一(41)、 轮毂法兰( 42)、 弹簧片 (43)、 麦克纳 姆轮分支(44)、 法兰二(45)、 关节电机二(46)、 法兰三(47)、 电动推杆(48)和位 姿调节轮(49)， 所述关节电机一(40)与末端法兰(36)固定连接， 所述法兰一(41)与 关节电 机一(40)的输出轴固定连接， 所述轮毂法兰(42)与法兰一(41)固定连接， 所述麦克纳姆轮 分支(44)有多个， 均匀分布在轮毂法兰(42)的外侧面上， 在所述麦克纳姆轮分支(44)与轮 毂法兰(42)之间设置有弹簧片(43)， 用于对麦克纳姆轮分支(44)施加向外的作用力， 所述 法兰二(45)与轮毂法兰(42)固定连接， 所述关节电机二(46)固定在法兰二(45)上， 所述法 兰三(47)与关节电机二(46)的输出轴固定连接， 所述电动推杆(48)固定安装在法兰三(47) 上， 所述位姿调节轮(49)安装在电动推杆(48)的活动端； 所述照明灯(5)有多个， 均匀分布设置在张紧环(25)的前表面， 所述工业相机(6)至少 有两个， 均匀分布设置在前端法兰(33)的前表面， 在所述张紧环(25)上设置有用于为工业 相机(6)照相让位的避让槽(27)， 所述工业相机(6)通过数据线与钢管外部的工控机(7)连 接， 所述电源(8)用于为机器人 供电。 2.根据权利要求1所述的一种可调整位姿的手动适应小口径钢管内壁的修磨机器人， 其特征在于： 所述张紧模块(21)包括来两两 之间相互铰接的连杆一(2101)、 连杆二(2102)、 连杆三(2103)、 连杆四(2104)、 连杆五(2105)和连杆六(2106)， 在所述连杆二(2102)与连杆 三(2103)之间的铰接轴上以及连杆连杆五(2105)和连杆六(2106)之间的铰接轴上均 设置 有扭簧(210 7)， 用于对 连杆二(2102)、 连杆三(2103)、 连杆 五(2105)和连杆六(2106)施加缩 紧的作用力， 在所述连杆一(2101)和连杆四(2104)的后端均铰接有连杆七(2108)， 两个连 杆七(2108)的相近端通过张紧铰接轴(2109)铰接， 在所述张紧铰接轴(2109)的两端均连接权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115415868 A 2有张紧绳(26)， 所述张紧绳(26)的另一端与张紧环(25)连接， 在所述连杆四(2104)上还开 设有豁口(2110)， 在所述豁口(2110)内设置有滚轮(2111)， 所述滚轮(2111)安装在轮轴 (2112)上， 所述轮轴(2112)的两端分别安装在不同的轮悬挂(2113)上， 所述轮悬挂(2113) 固定安装在连 杆四(2104)的下表面。 3.根据权利要求1所述的一种可调整位姿的手动适应小口径钢管内壁的修磨机器人， 其特征在于： 还包括 自动伸缩卷线器(9)， 所述 自动伸缩卷线器(9)用于对供电的电线和数 据传输的数据线 进行自动收放。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115415868 A 3