本发明涉及清洗设备，具体为一种罐筒内壁清洗机器人及清洗方法。
背景技术：
1、工业清洗行业近20年来在我国发展迅速，取得了很大的进步，同传统清洗方式相比，工业清洗不再是一种简单劳动，而是一门需要专业技术，专业设备的新兴产业。
2、近年来，我国工业机器人技术发展火热，技术日趋成熟，应用市场也在不断拓展细分，工业机器人技术应用至筒内壁清洁的专利颇多，如公告号为cn204533962u的对比文件，其公开了一种可遥控卡管式液压管道机器人，包括液压蠕动部分、前卡管部分以及后卡管部分；其中所述前卡管部分连接于液压蠕动部分的前端，所述后卡管部分连接于液压蠕动部分的后端；其中所述前卡管部分与后卡管部分分别用于与管道内壁的锁紧或松开；该管道机器人采用液压蠕动；液压驱动系统中，油液容易发生泄漏，影响系统的稳定性和定位精度；油液的粘度会随着温度变化而变化，在高温条件下，油液容易变稀，可能导致系统压力下降，影响输出力，而在低温条件下，油液粘度增加，可能使系统启动困难，甚至造成设备损坏；液压驱动系统需要外部压力源来提供动力，同时还需要复杂的管路系统来传输油液；油液中容易混入气泡、水分等杂质，这会降低系统的刚性，影响速度特性和定位精度；此外，该管道机器人采用的是各支承腿行进过程中伸缩的方式进行避障，针对大长度、大内径、多内部突起物的烟筒内壁的避障能力有限，在避障过程中机器人极易失去平衡。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种能效高、结构紧凑、善于避障的机器人对大长度、大内径、多内部突起物的烟筒内壁进行清洗。
2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
3、一种罐筒内壁清洗机器人，包括前机体(1)、后机体(2)、中间关节(3)、第一清洁机构(4)、第二清洁机构(5)、多个第一支腿(6)、多个第二支腿(7)；所述前机体(1)与后机体(2)对称分布，所述前机体(1)与后机体(2)相近处均为中空设置，所述前后机体的内部设置有中间关节(3)，所述前机体(1)的自由端设置有第一清洁机构(4)，所述后机体(2)的自由端设置有第二清洁机构(5)，所述前机体(1)的外壁上径向间隔设置有多个多个第一支腿(6)，所述后机体(2)的外壁上径向间隔设置有多个第二支腿(7)，所述中间关节(3)、第一支腿(6)、第二支腿(7)均由电机丝杆驱动，所述第一清洁机构(4)、第二清洁机构(5)能够旋转避让，所述第一清洁机构(4)、第二清洁机构(5)均设置有水流驱动自旋喷头。
4、有益效果：中间关节、第一支腿、第二支腿均由电机丝杆驱动，第一清洁机构、第二清洁机构能够旋转避让，电机驱动相较于液压驱动具有能效高、响应速度快和结构紧凑的优势，高能效及高响应速度意味着可对机器人各关节进行更加高效率以及更加精准的控制，结构紧凑意味着电机驱动装置可更好地集成到实体机器人设备当中；丝杆伸缩配合避障前进，遇到障碍物必要时第一支腿、第二支腿可完全缩至机体表面进行避障及行进，清洁机构同步旋转避让，对大长度、大直径、多内部凸起物、人工巡检清洁安全性差、劳动轻度大、工作频次高的罐筒内部环境具有更强的适应能力；水流驱动自旋喷头的设置，前向多孔形成水流扇面，侧向单孔提供自旋力，清洗全面、清洗效果好。
5、进一步的，所述中间关节(3)包括第一安装板(30)、第二安装板(31)、第一丝杆组件、第二丝杆组件、连接杆(38)，第一安装板(30)固定在前机体(1)内，第二安装板(31)与第一安装板(30)对应固定在后机体(2)内，所述第一安装板(30)与第二安装板(31)相互接触无固定关系，所述第一安装板(30)顶壁上设置有第一丝杆组件，所述第二安装板(31)顶壁上设置有第一丝杆组件，所述第一丝杆组件和第一丝杆组件的顶壁上分别固定有连接杆(38)的两端。
6、有益效果：通过第一丝杆组件、第二丝杆组件的设置，可实现前机体1与后机体2的前后伸缩，从而配合机器人在筒罐内壁运动。
7、进一步的，所述第一丝杆组件包括第一电机(32)、第一丝杆(34)、第一转接座(36)，所述第二丝杆组件包括第二丝杆(35)、第二电机(33)、第二转接座(37)；所述第一安装板(30)顶壁上远离第二安装板(31)的一侧固定有第一电机(32)，所述第一电机(32)的输出端固定有第一丝杆(34)，所述第一丝杆(34)上套接有第一转接座(36)，所述第一转接座(36)滑动连接在第一安装板(30)的顶壁上；所述第二安装板(31)顶壁上远离第一安装板(30)的一侧固定有第二电机(33)，所述第二电机(33)的输出端固定有第二丝杆(35)，所述第二丝杆(35)上套接有第二转接座(37)，所述第二转接座(37)滑动连接在第二安装板(31)的顶壁上，所述第一转接座(36)和第二转接座(37)的顶壁上分别固定有连接杆(38)的两端。
8、进一步的，所述第二清洁机构(5)包括第三电机(51)、第四电机(52)、连接杆(53)、连接筒(54)、连通杆(55)、第二喷头(57)，所述第三电机(51)的输出端固定有连接杆(53)，所述连接杆(53)贯穿连接筒(54)进行固定，所述连接筒(54)内固定有第四电机(52)，所述第四电机(52)的输出端背向连接杆(53)伸出连接筒(54)且固定有连通杆(55)，所述连通杆(55)的端部连通固定有第二喷头(57)，所述连通杆(55)靠近连接筒(54)处的一侧通过水管外接水箱。
9、有益效果：通过第三电机、第四电机、连接杆、连接筒的相互配合，实现了连通杆带动第一喷头、第二喷头根据筒体内结构特征进行旋转避让。
10、进一步的，所述连通杆(55)的侧边分支连通固定有第一喷头(56)。
11、有益效果：通过第一喷头的设置，使得清洗的范围更广，清洗全面。
12、进一步的，所述第一清洁机构(4)的结构与第二清洁机构(5)相同。
13、进一步的，所述第一支腿(6)包括第三安装板(61)、第五电机(62)、第三丝杆(63)、第三转接座(64)、连接板(65)、支承筒(66)、推杆(67)、触手(68)，所述第三安装板(61)上靠近中间关节(3)的一侧固定有第五电机(62)，所述第五电机(62)的输出端背向中间关节(3)并固定有第三丝杆(63)，所述第三丝杆(63)上套接有第三转接座(64)，所述第三转接座(64)与第三安装板(61)滑动连接，所述第三转接座(64)的顶壁上铰接有连接板(65)，所述连接板(65)上铰接有支承筒(66)，所述支承筒(66)靠近前机体(1)的一端铰接在前机体(1)上，所述支承筒(66)远离前机体(1)的一端内部可调节连接有推杆(67)，所述推杆(67)能够在支承筒(66)的内部进行伸缩运动，所述推杆(67)的自由端固定有触手(68)。
14、有益效果：通过第五电机、第三丝杆、第三转接座、连接板、支承筒、推杆、触手的设置，能够实现第一支腿、第二支腿的折叠和展开，触手与罐筒内壁接触并起支承作用。
15、进一步的，所述第二支腿(7)的结构与第一支腿(6)相同。
16、进一步的，所述前机体(1)、后机体(2)的外壁上分别固定有第一3d激光雷达(11)、第二3d激光雷达(21)，所述前机体(1)、后机体(2)的外壁上分别固定有第一相机、第二相机。
17、有益效果：通过3d激光雷达、相机的设置，3d激光雷达对罐筒筒体内环境结构进行三维重建，相机对筒体内结构特征和残留物进行特征提取，清洁效果评估，根据所述3d激光雷达与相机探测结果，建立三维重建模型与残留物特征模型，制作清洁作业工艺，规划机器人行动轨迹。
18、本发明还公开了一种使用上述任一技术方案所述罐筒内壁清洗机器人的清洗方法，包括以下步骤：
19、s1运输车将清洗机器人吊起，并对准待清洗罐筒，将清洗机器人以折叠形态送入待清洗罐筒；
20、s2清洗机器人进入罐筒后展开各第一支腿(6)、第二支腿(7)，前后机体表面第一支腿(6)、第二支腿(7)与筒壁接触；
21、s3后机体(2)处各第二支腿(7)与罐筒筒壁紧密接触，并保持一定接触压力，附着力大，前机体(1)处各第一支腿(6)与筒壁接触压力低，附着力近似为零，收缩前机体(1)各第一支腿(6)至可避开障碍物的角度，锁住前机体(1)中间关节(3)处的丝杆机构，后机体(2)中间关节(3)处的丝杆机构向前移动，将前机体(1)往罐筒深处送出一定距离；
22、s4展开前机体(1)各第一支腿(6)，前机体(1)处各第一支腿(6)与筒壁紧密接触，并保持一定接触力，附着力大，收缩后机体(2)的各第二支腿(7)至可避开障碍物的角度，锁住后机体(2)中间关节(3)处的丝杆机构，前机体(1)中间关节(3)处的丝杆机构向前移动，将后机体(2)往罐筒深处送出一定距离；
23、s5第一清洁机构(4)、第二清洁机构(5)能够根据筒体内结构特征进行旋转避让；
24、s6循环重复步骤s3-s5，直至清洗机器人蠕行至罐筒的另一端端面后停止。
25、有益效果：通过清洗机器人的设置，能够高能效、善于避障的对大长度、大内径、多内部突起物的烟筒内壁进行清洗。
1.一种罐筒内壁清洗机器人，其特征在于，包括前机体(1)、后机体(2)、中间关节(3)、第一清洁机构(4)、第二清洁机构(5)、多个第一支腿(6)、多个第二支腿(7)；
2.根据权利要求1所述的一种罐筒内壁清洗机器人，其特征在于：所述中间关节(3)包括第一安装板(30)、第二安装板(31)、第一丝杆组件、第二丝杆组件、连接杆(38)，第一安装板(30)固定在前机体(1)内，第二安装板(31)与第一安装板(30)对应固定在后机体(2)内，所述第一安装板(30)与第二安装板(31)相互接触无固定关系，所述第一安装板(30)顶壁上设置有第一丝杆组件，所述第二安装板(31)顶壁上设置有第一丝杆组件，所述第一丝杆组件和第一丝杆组件的顶壁上分别固定有连接杆(38)的两端。
3.根据权利要求2所述的一种罐筒内壁清洗机器人，其特征在于：所述第一丝杆组件包括第一电机(32)、第一丝杆(34)、第一转接座(36)，所述第二丝杆组件包括第二丝杆(35)、第二电机(33)、第二转接座(37)；所述第一安装板(30)顶壁上远离第二安装板(31)的一侧固定有第一电机(32)，所述第一电机(32)的输出端固定有第一丝杆(34)，所述第一丝杆(34)上套接有第一转接座(36)，所述第一转接座(36)滑动连接在第一安装板(30)的顶壁上；所述第二安装板(31)顶壁上远离第一安装板(30)的一侧固定有第二电机(33)，所述第二电机(33)的输出端固定有第二丝杆(35)，所述第二丝杆(35)上套接有第二转接座(37)，所述第二转接座(37)滑动连接在第二安装板(31)的顶壁上，所述第一转接座(36)和第二转接座(37)的顶壁上分别固定有连接杆(38)的两端。
4.根据权利要求1所述的一种罐筒内壁清洗机器人，其特征在于：所述第二清洁机构(5)包括第三电机(51)、第四电机(52)、连接杆(53)、连接筒(54)、连通杆(55)、第二喷头(57)，所述第三电机(51)的输出端固定有连接杆(53)，所述连接杆(53)贯穿连接筒(54)进行固定，所述连接筒(54)内固定有第四电机(52)，所述第四电机(52)的输出端背向连接杆(53)伸出连接筒(54)且固定有连通杆(55)，所述连通杆(55)的端部连通固定有第二喷头(57)，所述连通杆(55)靠近连接筒(54)处的一侧通过水管外接水箱。
5.根据权利要求4所述的一种罐筒内壁清洗机器人，其特征在于：所述连通杆(55)的侧边分支连通固定有第一喷头(56)。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种罐筒内壁清洗机器人，其特征在于：所述第一清洁机构(4)的结构与第二清洁机构(5)相同。
7.根据权利要求1所述的一种罐筒内壁清洗机器人，其特征在于：所述第一支腿(6)包括第三安装板(61)、第五电机(62)、第三丝杆(63)、第三转接座(64)、连接板(65)、支承筒(66)、推杆(67)、触手(68)，所述第三安装板(61)上靠近中间关节(3)的一侧固定有第五电机(62)，所述第五电机(62)的输出端背向中间关节(3)并固定有第三丝杆(63)，所述第三丝杆(63)上套接有第三转接座(64)，所述第三转接座(64)与第三安装板(61)滑动连接，所述第三转接座(64)的顶壁上铰接有连接板(65)，所述连接板(65)上铰接有支承筒(66)，所述支承筒(66)靠近前机体(1)的一端铰接在前机体(1)上，所述支承筒(66)远离前机体(1)的一端内部可调节连接有推杆(67)，所述推杆(67)能够在支承筒(66)的内部进行伸缩运动，所述推杆(67)的自由端固定有触手(68)。
8.根据权利要求7所述的一种罐筒内壁清洗机器人，其特征在于：所述第二支腿(7)的结构与第一支腿(6)相同。
9.根据权利要求1所述的一种罐筒内壁清洗机器人，其特征在于：所述前机体(1)、后机体(2)的外壁上分别固定有第一3d激光雷达(11)、第二3d激光雷达(21)，所述前机体(1)、后机体(2)的外壁上分别固定有第一相机、第二相机。
10.一种使用权利要求1-9任一所述罐筒内壁清洗机器人的清洗方法，其特征在于：包括以下步骤：
