CN105437238B - 一种门式起重机维修机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种门式起重机维修机器人，包括车架和设置于车架底部用于和钢结构表面配合的滚轮，所述滚轮与驱动电机驱动连接，所述驱动电机由电池供电；所述车架四角设有用于将车架吸附压紧在钢结构表面的磁吸附部件；所述车架上还设有喷涂组件；所述车架上还设有光伏组件，所述光伏组件与电池充电连接。通过使用本申请所述的机器人系统可以驱动机器人攀爬到钢结构表面，对已经出现了问题的表面进行喷涂操作，防止钢结构表面深度腐蚀。同时，通过光伏组件可以在白天作业条件下随时进行充电，提高设备的作业时间。

Description

一种门式起重机维修机器人

技术领域

本发明涉及一种门式起重机维修机器人。

背景技术

众所周知，门式起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作门式起重机械。其中梁式门式起重机包括支撑臂和设置在支撑臂顶部的承载主梁，尤其是在户外作业的承载主梁部件，外部为钢结构表面，表面喷涂有防锈的涂料。在多雨环境或者意外损坏状态下，承载主梁的钢结构表面的防腐蚀涂料容易脱离，如果不进行及时的维修容易造成深度腐蚀，对承载主梁的承受力造成威胁。由于承载主梁的高度较高，操作起来具有一定的难度。如果能通过机器人进行遥控操作，将大大的提高维修的效率；但凡是遥控操作的机器都有电量使用过快的弊端，如果正操作的一半机器人因电量不足而无法运行，将使维修陷入僵局。现有技术急需一种能方便对钢结构表面进行维修，且具有自行充电功能的门式起重机维修机器人。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种能方便对钢结构表面进行维修，且具有自行充电功能的门式起重机维修机器人。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种门式起重机维修机器人，包括车架和设置于车架底部用于和钢结构表面配合的滚轮，所述滚轮与驱动电机驱动连接，所述驱动电机由电池供电；所述车架四角设有用于将车架吸附压紧在钢结构表面的磁吸附部件；所述车架上还设有喷涂组件；所述车架上还设有光伏组件，所述光伏组件与电池充电连接。通过使用本申请所述的机器人系统可以驱动机器人攀爬到钢结构表面，对已经出现了问题的表面进行喷涂操作，防止钢结构表面深度腐蚀。同时，通过光伏组件可以在白天作业条件下随时进行充电，提高设备的作业时间。

作为优选地，所述光伏组件包括与电池充电连接的柔性太阳能电池薄膜、用于卷绕柔性太阳能电池薄膜的卷轴、用于将卷轴固定的连接架、用于驱动卷轴转动的卷绕电机；所述连接架设置在车架的尾部，所述卷轴与连接架转动连接，所述卷轴与卷绕电机驱动连接，所述柔性太阳能电池薄膜的一端与卷轴固定，另一端设有包边套。这样的设计可以在充电时，通过卷轴将柔性太阳能电池薄膜放下，进行充电，不用充电时通过卷绕电机驱动卷轴将柔性太阳能电池薄膜收纳，利于结构紧凑，也能防止柔性太阳能电池薄膜毁损。

作为优选地，所述包边套为橡胶套，所述橡胶套内参杂有用于和钢结构表面吸附的磁粉。所述柔性太阳能电池薄膜背面设有磁性网膜。在户外作业情况下，可以在放出柔性太阳能电池薄膜的时候通过磁粉和磁性网膜的吸附作用将柔性太阳能电池薄膜吸附于钢结构表面，使其平整利于提高光照面积，其次，防止柔性太阳能电池薄膜随意摇晃，在有风天气防止其毁损。

作为优选地，所述喷涂组件包括喷涂组件外壳和密闭在喷涂组件外壳内的喷涂液，所述喷涂液压力存储于喷涂液储存袋内，所述喷涂组件外壳底部设有喷头，所述喷头通过导液管与喷涂液储存袋内部连通，所述导液管上设有控制阀体。通过将喷涂液压力存储于喷涂液储存袋内可以通过车架将喷涂组件运输至钢结构表面，开启控制阀体，喷涂液从喷涂液储存袋内被压出，喷涂在钢结构表面。

作为优选地，所述喷涂组件外壳呈圆柱形，所述喷涂组件与车架中部通过轴承转动连接，所述喷涂组件外壳通过传动部件与转动电机驱动连接；这样的设计利于喷涂组件在车架上实现转动，利于提高喷涂的均匀度；所述喷头设置在喷涂组件外壳底部的边缘位置。这样的设计使得喷头在随着喷涂组件外壳转动时，可以喷涂到更大的面积，提高喷涂的效率。

作为优选地，所述喷涂液储存袋为弹性乳胶袋，所述喷涂液通过外压灌入弹性乳胶袋内且迫使喷涂液储存袋在喷涂组件外壳内部呈膨胀状态，当控制阀体处于开启状态下，喷涂液依靠喷涂液储存袋收缩力将喷涂液挤压出喷头。这样的设计是依靠弹性乳胶袋的收缩力来实现喷涂液的喷涂，丰富了设计方案。

作为优选地，所述喷涂组件外壳内部还设有沿喷涂组件外壳上下滑行的磁块，所述磁块设置在喷涂液储存袋与喷涂组件外壳顶部之间，所述磁块用于和钢结构表面吸附以加强对喷涂液储存袋的挤压；所述喷涂组件外壳为非铁件。这样的设计使得喷涂液可以依靠喷涂液储存袋的收缩力和磁块的压力的共同作用而实现喷涂；同时涂液储存袋和磁块的配合有利于喷涂压力趋于一个较为稳定的状态，开始状态下，磁块距离钢结构表面较远，压力较小，而喷涂液储存袋的弹性变量较大，收缩力较强，随着喷涂液储存袋的逐步收缩，弹性变量减小，而磁块距离钢结构表面逐步靠近，吸引力加强，压力加大，这样在整个对喷涂液挤压的过程中，喷涂液储存袋的收缩力和磁块压力之间可以相互弥补，总和趋于一个较为稳定的状态，有利于喷涂效果的实现。同时省去了外部用于将强喷涂压力的压力泵，简化了结构达到了同样的技术效果。

作为优选地，所述滚轮与驱动电机驱动连接，且滚轮与转向机构连接。通过上述结构实现车体的运行和转向，将喷涂组件运输至需要维修的钢结构表面；本申请的滚轮控制方式为遥控，动力驱动结构和转向结构为现有的遥控汽车中通用的机构，不在此赘述。

作为优选地，所述磁吸附部件为磁力座，所述磁力座包括外部的软磁材料外壳和旋转连接在软磁材料外壳内的恒磁磁铁，所述恒磁磁铁旋转外缘设有一对黄铜隔磁板。这样的设计可以通过快速的旋转恒磁磁铁实现对钢结构表面的吸附和分离。

作为优选地，所述喷涂组件外壳上开设有透气孔。这样的设计利于磁块在喷涂组件外壳内滑动和喷涂液储存袋在喷涂组件外壳内膨胀或者收缩变形时气体的吸入和排出。

作为优选地，所述弹性乳胶袋内部还设有一个乳胶气囊，所述乳胶气囊与弹性乳胶袋顶部连接；所述弹性乳胶袋厚度为0.5~3mm;所述乳胶气囊厚度为0.1~1mm。这样的设计利于在弹性乳胶袋内的喷涂液快要喷涂完时，避免磁块对弹性乳胶袋过度挤压；在弹性乳胶袋恢复原状后，如果对其进行挤压，容易在挤压处形成折叠和折痕，降低乳胶的弹性性能，将乳胶气囊设置在弹性乳胶袋内，可以通过乳胶气囊对弹性乳胶袋实现支撑，防止其形成折叠和折痕。在弹性乳胶袋内的乳胶气囊会随着内部喷涂液使用量的减少而逐步体积增大，有利于实现支撑，再次灌入喷涂液之后，由于弹性乳胶袋内的压强增大，乳胶气囊体积会缩小，这样的设计既能实现乳胶气囊对弹性乳胶袋的保护，又不会因为乳胶气囊体积过大而导致占用弹性乳胶袋内空间，导致喷涂液储存空间不足。

作为优选地，所述磁块与喷涂液储存袋接触位置通过粘结剂粘接。这样的设计利于喷涂液储存袋在膨胀和收缩时可以带动磁块一起运动；在喷涂组件外壳呈水平，磁块需要克服一定的摩擦力，这样的设计可以通过喷涂液储存袋收缩将磁块拉拽至距离钢结构表面较近的位置，利于磁块与钢结构表面吸附力的形成；喷涂组件外壳的喷头朝上时，磁块需要克服自身重力，这样的设计可以通过喷涂液储存袋收缩将磁块拉拽至距离钢结构表面较近的位置，利于磁块与钢结构表面吸附力的形成。

作为优选地，所述磁块与喷涂组件外壳顶部之间还设有黄铜隔磁部件。这样的设计可以隔绝喷涂组件外壳顶部外界对磁块的吸引力，避免其他铁制部件不必要的干涉。

作为优选地，所述磁块侧壁与喷涂组件外壳内壁接触位置设置有聚四氟乙烯耐磨层。这样的设计利于减小磁块与喷涂组件外壳内壁之间的摩擦力，同时增强了磁块外壁额耐磨性。

作为优选地，所述喷涂组件外壳内壁上涂覆有润滑油。这样的设计利于较小喷涂组件外壳内壁的摩擦力，利于磁块在喷涂组件外壳内滑动，利于喷涂液储存袋在喷涂组件外壳内膨胀或者收缩变形时与喷涂组件外壳内摩擦而少受损伤。

作为优选地，所述喷头与导液管连接处密封设置，所述导液管与喷涂液储存袋连接处密封设置。这样的设计使得喷头与导液管既能连通，由在连接处形成高压密封连接，避免喷涂时应为压力过大而漏液；这样的设计使得导液管与喷涂液储存袋既能连通，由在连接处形成高压密封连接，避免喷涂时应为压力过大而漏液。所述喷涂液位防腐蚀的喷涂液，例如油漆，环氧树脂类涂料等液态涂料。

本发明的优点和有益效果在于：通过使用本申请所述的机器人系统可以驱动机器人攀爬到钢结构表面，对已经出现了问题的表面进行喷涂操作，防止钢结构表面深度腐蚀。同时，通过光伏组件可以在白天作业条件下随时进行充电，提高设备的作业时间。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构俯视图；

图3为喷涂组件内部结构示意图。

图中：1、喷涂组件外壳；2、喷涂液；3、喷头；4、导液管；5、控制阀体 ；6、弹性乳胶袋；7、磁块；8、钢结构表面；9、黄铜隔磁部件；10、聚四氟乙烯耐磨层；11、透气孔；12、乳胶气囊；13、滚轮；14、喷涂组件；15、转动电机；16、软磁材料外壳；17、恒磁磁铁；18、黄铜隔磁板；19、车架；20、柔性太阳能电池薄膜；21、卷轴；22、连接架；23、卷绕电机；24、包边套；25、磁性网膜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1-图3所示，一种门式起重机维修机器人，包括车架19和设置于车架19底部用于和钢结构表面8配合的滚轮13，所述滚轮13与驱动电机驱动连接，所述驱动电机由电池供电；所述车架19四角设有用于将车架19吸附压紧在钢结构表面8的磁吸附部件；所述车架19上还设有喷涂组件14；所述车架19上还设有光伏组件，所述光伏组件与电池充电连接。

所述光伏组件包括与电池充电连接的柔性太阳能电池薄膜20、用于卷绕柔性太阳能电池薄膜20的卷轴21、用于将卷轴21固定的连接架22、用于驱动卷轴21转动的卷绕电机23；所述连接架22设置在车架19的尾部，所述卷轴21与连接架22转动连接，所述卷轴21与卷绕电机23驱动连接，所述柔性太阳能电池薄膜20的一端与卷轴21固定，另一端设有包边套24。

所述包边套24为橡胶套，所述橡胶套内参杂有用于和钢结构表面8吸附的磁粉。所述柔性太阳能电池薄膜20背面设有磁性网膜25。

所述喷涂组件14包括喷涂组件外壳1和密闭在喷涂组件外壳1内的喷涂液2，所述喷涂液2压力存储于喷涂液2储存袋内，所述喷涂组件外壳1底部设有喷头3，所述喷头3通过导液管4与喷涂液2储存袋内部连通，所述导液管4上设有控制阀体5。

所述喷涂组件外壳1呈圆柱形，所述喷涂组件14与车架19中部通过轴承转动连接；所述喷涂组件外壳1通过传动部件与转动电机15驱动连接；所述喷头3设置在喷涂组件外壳1底部的边缘位置。

所述喷涂液2储存袋为弹性乳胶袋6，所述喷涂液2通过外压灌入弹性乳胶袋6内且迫使喷涂液2储存袋在喷涂组件外壳1内部呈膨胀状态，当控制阀体5处于开启状态下，喷涂液2依靠喷涂液2储存袋收缩力将喷涂液2挤压出喷头3。

所述喷涂组件外壳1内部还设有沿喷涂组件外壳1上下滑行的磁块7，所述磁块7设置在喷涂液2储存袋与喷涂组件外壳1顶部之间，所述磁块7用于和钢结构表面8吸附以加强对喷涂液2储存袋的挤压；所述喷涂组件外壳1为非铁件。磁块7优选永磁铁。

所述磁吸附部件为磁力座，所述磁力座包括外部的软磁材料外壳16和旋转连接在软磁材料外壳16内的恒磁磁铁17，所述恒磁磁铁17旋转外缘设有一对黄铜隔磁板18。

喷涂组件外壳1和车架19可以为硬质的塑料件或者铝合金件，以便减轻系统的重量。

所述喷涂组件外壳1上开设有透气孔11。

所述弹性乳胶袋6内部还设有一个乳胶气囊12，所述乳胶气囊12与弹性乳胶袋6顶部连接；所述弹性乳胶袋6厚度为0.5~3mm;所述乳胶气囊12厚度为0.1~1mm。

所述磁块7与喷涂液2储存袋接触位置通过粘结剂粘接。

所述磁块7与喷涂组件外壳1顶部之间还设有黄铜隔磁部件9。可以是黄铜隔磁板18或者有黄铜材质的喷涂层，可以设置在磁块7上也可以在喷涂组件外壳1顶部内壁上。

所述磁块7侧壁与喷涂组件外壳1内壁接触位置设置有聚四氟乙烯耐磨层10。

所述喷涂组件外壳1内壁上涂覆有润滑油。

所述喷头3与导液管4连接处密封设置，所述导液管4与喷涂液2储存袋连接处密封设置。

在进行维修操纵时，首先旋转恒磁磁铁17，将软磁材料与钢结构表面8形成磁吸附关系，这样依靠磁吸附部件将车架19吸附压紧在钢结构表面8，无论是车架19底面朝向任何方向都能实现吸附连接；控制滚轮13转动，将车架19移动到钢结构表面8出现毁损的位置；使得喷头3朝向钢结构表面8方向；开启转动电机15驱动喷涂组件外壳1转动，同时开启控制阀体5，喷涂液2依靠喷涂液2储存袋收缩力，和磁块7与钢结构表面8表面吸附而对喷涂液2储存袋的挤压力将喷涂液2挤压出喷头3，从而实现喷涂操作。由于所述喷头3设置在喷涂组件外壳1底部的边缘位置，所以喷涂的路径为圆形，这样可以提高喷涂的范围；喷涂完毕后将控制阀体5关闭，停止转动电机15运行；如果需要进行下一个位置的喷涂操作可以循环上述操作；如果喷涂完毕，将车体遥控至较低位置，将旋转恒磁磁铁17，将软磁材料与钢结构表面8磁吸附关系消除，将车架19取下；

作为一种优选，通过喷涂液2储存袋和磁块7的配合，喷涂液2可以依靠喷涂液2储存袋的收缩力和磁块7的压力的共同作用而实现喷涂；同时涂液储存袋和磁块7的配合有利于喷涂压力趋于一个较为稳定的状态，开始状态下，磁块7距离钢结构表面8较远，压力较小，而喷涂液2储存袋的弹性变量较大，收缩力较强，随着喷涂液2储存袋的逐步收缩，弹性变量减小，而磁块7距离钢结构表面8逐步靠近，吸引力加强，压力加大，这样在整个对喷涂液2挤压的过程中，喷涂液2储存袋的收缩力和磁块7压力之间可以相互弥补，总和趋于一个较为稳定的状态，有利于喷涂效果的实现。同时省去了外部用于将强喷涂压力的压力泵，简化了结构达到了同样的技术效果；

在弹性乳胶袋6恢复原状后，乳胶气囊12设置在弹性乳胶袋6内，可以通过乳胶气囊12对弹性乳胶袋6实现支撑，防止磁块7挤压过度而形成折叠和折痕；此时通过外部设备向弹性乳胶袋6内再次充入喷涂液2，由于弹性乳胶袋6内的压强增大，乳胶气囊12体积会逐渐缩小。

在机器人使用的过程中，常常出现电量不足的情况，在余电不足百分之二十的情况下，应该开启卷绕电机23（卷绕电机23也与电池供供电连接）反向转动，将柔性太阳能电池薄膜20从卷轴21上放下，在放下同时，驱动滚轮13向前运行，由于包边套24和磁性网膜25与钢结构表面8形成了吸附，所以在车架19前行的过程中，柔性太阳能电池薄膜20逐步展开并贴附在钢结构表面8，在阳关充足的时间段可以很好地对电池进行充电；充电结束之后驱动卷绕电机23正向转动，通过卷轴21将柔性太阳能电池薄膜20卷绕在卷轴21上，继续进行作业。

Claims (1)

1.一种门式起重机维修机器人，其特征在于：包括车架和设置于车架底部用于和钢结构表面配合的滚轮，所述滚轮与驱动电机驱动连接，所述驱动电机由电池供电；所述车架四角设有用于将车架吸附压紧在钢结构表面的磁吸附部件；所述车架上还设有喷涂组件；所述车架上还设有光伏组件，所述光伏组件与电池充电连接；

所述光伏组件包括与电池充电连接的柔性太阳能电池薄膜、用于卷绕柔性太阳能电池薄膜的卷轴、用于将卷轴固定的连接架、用于驱动卷轴转动的卷绕电机；所述连接架设置在车架的尾部，所述卷轴与连接架转动连接，所述卷轴与卷绕电机驱动连接，所述柔性太阳能电池薄膜的一端与卷轴固定，另一端设有包边套；

所述包边套为橡胶套，所述橡胶套内参杂有用于和钢结构表面吸附的磁粉；所述柔性太阳能电池薄膜背面设有磁性网膜；

所述喷涂组件包括喷涂组件外壳和密闭在喷涂组件外壳内的喷涂液，所述喷涂液压力存储于喷涂液储存袋内，所述喷涂组件外壳底部设有喷头，所述喷头通过导液管与喷涂液储存袋内部连通，所述导液管上设有控制阀体；

所述喷涂组件外壳呈圆柱形，所述喷涂组件与车架中部通过轴承转动连接；所述喷涂组件外壳通过传动部件与转动电机驱动连接；所述喷头设置在喷涂组件外壳底部的边缘位置；

所述喷涂液储存袋为弹性乳胶袋，所述喷涂液通过外压灌入弹性乳胶袋内且迫使喷涂液储存袋在喷涂组件外壳内部呈膨胀状态，当控制阀体处于开启状态下，喷涂液依靠喷涂液储存袋收缩力将喷涂液挤压出喷头；

所述喷涂组件外壳内部还设有沿喷涂组件外壳上下滑行的磁块，所述磁块设置在喷涂液储存袋与喷涂组件外壳顶部之间，所述磁块用于和钢结构表面吸附以加强对喷涂液储存袋的挤压；所述喷涂组件外壳为非铁件；

所述喷涂组件外壳上开设有透气孔；

所述弹性乳胶袋内部还设有一个乳胶气囊，所述乳胶气囊与弹性乳胶袋顶部连接；所述弹性乳胶袋厚度为0.5~3mm;所述乳胶气囊厚度为0.1~1mm；

所述磁块与喷涂液储存袋接触位置通过粘结剂粘接；

所述磁块与喷涂组件外壳顶部之间还设有黄铜隔磁部件；

所述磁块侧壁与喷涂组件外壳内壁接触位置设置有聚四氟乙烯耐磨层；

所述喷涂组件外壳内壁上涂覆有润滑油；

所述喷头与导液管连接处密封设置，所述导液管与喷涂液储存袋连接处密封设置。