1.一种自适应型变径钢管内壁激光熔覆机器人,其特征在于,该机器人整体呈胶囊状,具体结构包括自适应走行系统、机械支撑与平衡系统、激光熔覆系统、水冷却系统;
所述的自适应走行系统包括伺服电机、齿轮箱、主轴、走行脚支,自适应走行系统由伺服电机提供动力,齿轮箱与设备壳体固定连接,伺服电机将动力经齿轮箱传递给位于整个设备主轴线上的主轴,主轴前部与后部分别固定连接有两个主动锥齿轮,每个主动锥齿轮上通过从动锥齿轮连接有3组走行脚支;主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合,从动锥齿轮以主轴为中心均布,每个从动锥齿轮的轴线与主动锥齿轮的轴线呈90°角;每个从动锥齿轮上均连接有1组走行脚支;
所述的走行脚支包括链轮一、链轮二、蜗杆、蜗轮、耐热走行轮,从动锥齿轮与蜗杆同轴固定连接,蜗杆与蜗轮相互啮合传动,蜗轮中心通过销轴与链轮一固定连接,销轴由固连在设备壳体外部的支架支承;链轮一与链轮二通过链条传动,链轮二与耐热走行轮连接,动力通过链传动传输至耐热走行轮;由伺服电机带动走行脚支,每一个走行脚支的行走动作通过互呈120°角的3个从动锥齿轮传递给蜗轮蜗杆,然后通过链传动将动力传递给耐热走行轮。
2.根据权利要求1所述的一种自适应型变径钢管内壁激光熔覆机器人,其特征在于,所述的机械支撑与平衡系统由伺服电机提供动力带动3组前走行脚支、3组后走行脚支;机械支撑与平衡系统由两部分构成;
第一部为支撑构件组,包括拉力杆、空心丝杠、三爪丝母;拉力杆顶端与走行脚支的Y形支撑杆中部铰接,底端与三爪丝母上的爪铰接;空心丝杠与三爪丝母螺纹连接,空心丝杠与主轴同轴设置,并通过轴承连接,给走行脚支提供支撑动力;
第二部分为耐热走行轮与熔覆钢管内壁之间的压力过载保护装置,包括弹簧腔体、定压球、压簧、定压齿轮、齿轮固定挡圈,弹簧腔体外部均布有花键,花键与后置空心丝杠插接,实现弹簧腔体与后置空心丝杠的周向固定;弹簧腔体内部设有周向均布有圆柱盲孔结构,圆柱盲孔结构内设有压簧;定压齿轮与主轴同轴布置;定压齿轮靠近弹簧腔体的表面周向均布有半球形凹窝,每个凹窝内设有定压球,齿轮固定挡圈设置在主轴与弹簧腔体之间,并与弹簧腔体内侧螺纹连接,在压簧的作用下定压球、定压齿轮、齿轮固定挡圈依次抵靠接触,使定压齿轮与弹簧腔体之间留有空隙,齿轮固定挡圈与主轴之间留有空隙;
伺服电机将动力经过齿轮啮合传动传递给定压齿轮,由定压齿轮经定压球带动弹簧腔体转动,弹簧腔体把动力传递给空心丝杠和三爪丝母,通过三爪丝母的轴向移动带动拉力杆,将动力传递给Y形支撑杆,从而实现6组走行脚支的伸展角度调整,使走行脚支与被熔覆内管壁接触。
3.根据权利要求1所述的一种自适应型变径钢管内壁激光熔覆机器人,其特征在于,所述的激光熔覆系统包括齿轮二、齿轮三、齿轮四、熔覆头旋转壳体、熔覆头固定壳体、反光镜、光束聚焦透镜调整电机、光束聚焦透镜调整丝杠、光束聚焦透镜、反光镜角度调整电机、熔覆喷嘴;齿轮二与主轴固定连接,齿轮二与齿轮三相互啮合,齿轮三、齿轮四与传动轴固定连接,传动轴通过轴承与设备壳体连接,齿轮四与固定在熔覆头旋转壳体上的齿轮一啮合,熔覆头固定壳体与设备壳体固定连接,熔覆头旋转壳体与熔覆头固定壳体相互转动连接,熔覆头旋转壳体、熔覆头固定壳体内由内而外均设置有激光腔、送粉腔,两个激光腔之间相互连通,且连接处设有密封环一;两个送粉腔之间相互连通,且连接处设有密封环二;
光束聚焦透镜调整电机固定在熔覆头固定壳体上,光束聚焦透镜调整电机带动光束聚焦透镜调整丝杠旋转,进而带动与光束聚焦透镜调整丝杠螺纹连接的丝母升降,光束聚焦透镜固定在丝母上,实现调整激光聚焦点位置;熔覆头旋转壳体的激光腔内安置有反光镜,反光镜角度调整电机可带动反光镜转动,配合光束聚焦透镜位置调整,从而调整光束照射在管材内壁的光斑位置,使其与熔覆喷嘴喷射粉末汇聚同一点,熔覆头旋转壳体上连接有与送粉腔相连通的熔覆喷嘴。
4.根据权利要求1所述的一种自适应型变径钢管内壁激光熔覆机器人,其特征在于,所述的水冷却系统包括在设备壳体内壁上均匀布置的水冷管路,水冷管路与设备壳体外部的冷却进水管、冷却出水管连接。
5.根据权利要求1所述的一种自适应型变径钢管内壁激光熔覆机器人,其特征在于,还包括Y形支撑杆,Y形支撑杆一端与设备壳体外部的支架铰接,另一端连接有耐热走行轮,链轮一、链轮二连接在Y形支撑杆上。
6.根据权利要求2所述的一种自适应型变径钢管内壁激光熔覆机器人,其特征在于,所述的空心丝杠内固定有平衡配重块。
7.根据权利要求3所述的一种自适应型变径钢管内壁激光熔覆机器人,其特征在于,所述的熔覆头旋转壳体上靠近熔覆喷嘴位置开有长方形的透光出口。