1.一种适应不同管径的螺旋式管道内壁打磨与抛光机器人,其特征在于:包括轮毂组件、驱动轮磨削组件、十字轴万向节、电机及其动力与控制组件和方向保持机构,所述轮毂组件与十字轴万向节以花键配合安装,所述驱动轮磨削组件共3组,其驱动轴两端通过轴承与轮毂组件中的驱动轴支架配合安装,电机及其控制与动力组件安装在方向保持机构上,其电机轴与十字轴万向节以花键配合安装。
2.根据权利要求1所述的一种适应不同管径的螺旋式管道内壁打磨与抛光机器人,其特征在于:所述轮毂组件由轮毂、驱动轴支架、伸缩杆、压力弹簧、挡帽和弹簧导向杆组成,所述弹簧导向杆与轮毂通过螺纹连接,共有3根,分别与轮毂上的3个伸缩杆导向筒同心;所述压力弹簧下端安装在弹簧导向杆上,上端与伸缩杆下端的柱形孔洞配合;所述伸缩杆上有导向柱,伸缩杆通过导向柱与轮毂中伸缩杆套筒上的引导槽相配合,配合后,由于压力弹簧的作用,伸缩杆可上下移动,导向柱位于最下端时,导向柱轴线与轮毂中部六棱柱两侧端面夹角为α,导向柱位于最上端时,夹角为β,且有β>α,最低位置和最高位置之间高度差为h0,从最低位置到最高位置之间角度变化与高度变化为线性关系,中间距离最高位置为h处,夹角 挡帽安装在轮毂伸缩杆套筒上方;驱动轴支架与伸缩杆上端通过螺纹连接,安装完成后驱动轴支架上圆形通孔轴线与伸缩杆导向柱轴线成90°;所述结构共有3组,分列在轮毂圆周上,彼此间角度为120°;轮毂组件通过花键与十字轴万向节配合安装。
3.根据权利要求1所述的一种适应不同管径的螺旋式管道内壁打磨与抛光机器人,其特征在于:所述驱动轮磨削组件由轴架左盖板、轴架Ⅰ、轴架右盖板、磨削轮、从动齿轮、从动轴Ⅰ、主动齿轮、驱动轴、驱动轮、轴架Ⅱ、从动轴Ⅱ、弧形弹簧Ⅰ和弧形弹簧Ⅱ组成,其中驱动轴两端通过轴承与轮毂组件上的驱动轴支架配合安装;驱动轴从一端至另一端,依次与轴架Ⅰ、主动齿轮、轴架Ⅱ和驱动轮配合安装,其中,与主动齿轮和驱动轮通过花键连接,其它通过轴承连接;所述从动轴Ⅰ两端穿过轴架Ⅰ和轴架Ⅱ背面弧形通孔,通过轴承与其内部弧形凹槽配合;所述从动轴Ⅰ从一端至另一端,依次与磨削轮和从动齿轮以花键配合安装,弧形弹簧Ⅰ和弧形弹簧Ⅱ安装在轴架Ⅰ内部凹槽内,所述轴架左盖板、轴架右盖板与轴架Ⅰ配合安装;所述轴架Ⅱ相关配合情况与轴架Ⅰ完全相同;所述从动轴Ⅱ相关配合情况与从动轴Ⅰ完全相同。
4.根据权利要求1所述的一种适应不同管径的螺旋式管道内壁打磨与抛光机器人,其特征在于:包含有保持轮结构和弹簧压力调节机构,所述方向保持组件由下板、横轴、三角支架、保持轮、支撑杆、横杆、圆柱滑轨组、圆柱滑块组、上板、调节杆Ⅰ、齿轮组盖板、滑块组Ⅰ、调节杆Ⅱ、滑块组Ⅱ、弹簧组、丝杠Ⅰ、连接件Ⅰ、连接块、连接件Ⅱ、丝杠Ⅱ、从动齿轮、主动齿轮和把手组成,所述下板和上板之间安装有圆柱滑轨组,共有3组,每组包含2根滑轨,组成基本骨架,所述三角支架通过转动副安装在下板上;所述保持轮以转动副安装在三角支架顶端;所述横轴安装在三角支架中部通孔;所述支撑杆一端与横轴转动配合,另一端与横杆转动配合;横杆两端与圆柱滑块组配合;圆柱滑块组安装在圆柱滑轨组上;这些组件构成保持轮主要结构,共有6组,对称分列在上板和下板上;所述弹簧压力调节机构由调节杆Ⅰ、齿轮组盖板、滑块组Ⅰ、调节杆Ⅱ、滑块组Ⅱ、弹簧组、丝杠Ⅰ、连接件Ⅰ、连接块、连接件Ⅱ、丝杠Ⅱ、从动齿轮、主动齿轮和把手组成;所述丝杠Ⅰ和丝杠Ⅱ旋向相反,共同固定在连接块上,两端通过轴承与上板和下板配合安装;所述连接件Ⅰ上端固定在调节杆Ⅱ上,下端为丝杠螺母副,与丝杠Ⅰ配合安装;所述连接件Ⅱ上端固定在调节杆Ⅰ上,下端为丝杠螺母副,与丝杠Ⅱ配合安装;所述调节杆Ⅰ、调节杆Ⅱ两端分别通过滑块组Ⅰ、滑块组Ⅱ与滑轨组配合安装;所述从动齿轮与丝杠Ⅱ以花键配合;所述主动齿轮与把手之间通过花键配合;所述齿轮组盖板安装在上板上;所述弹簧压力调节机构共有3组,均匀分布在圆周上,所述弹簧组布置在横杆和调节杆Ⅱ两端的滑块之间,每个弹簧压力调节机构上有2组,整个机构上共有6组。
5.如权利要求1所述的一种可适应不同管径的螺旋式管道内壁打磨与抛光机器人在单位长度管道上磨削加工长度的方法,其特征在于:当实际位置相对于伸缩杆位于最高位置的弹簧压缩量为h时,有此时单个磨削组件的磨削长度 其中,
α、β分别为伸缩杆的导向柱位于最低和最高位置时驱动轮磨削组件的螺旋角,h0最低位置和最高位置的高度差,0
响螺旋角θ随压缩量h变化而产生的变化量的大小,最后将影响单个磨削组件在单位长度管道上磨削量s随h变化而产生的变化量的大小;α、β和h0三个参数可以确定弹簧压缩量为任意高度h(0