CN113086036A

CN113086036A - 防滑防倾覆智能爬壁装置

Info

Publication number: CN113086036A
Application number: CN202110361729.1A
Authority: CN
Inventors: 高守玮; 秦亚文; 邵文韫; 杨毅; 彭艳; 蒲华燕; 罗均; 谢少荣
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2021-04-02
Filing date: 2021-04-02
Publication date: 2021-07-09

Abstract

本发明公开一种防滑防倾覆智能爬壁装置，包括安装框架，驱动系统，传动系统，若干磁力吸附组件，控制系统组成，驱动系统为两个，分别在控制系统的控制下对应驱动传动系统；传动系统为两个，分别为链轮链条传动系统；若干磁力吸附组件分别与传动系统中的链条连接一起，可吸附于船舱内壁；安装框架的两侧分别连接固定链轮链条传动系统。本发明提出的防滑防倾覆智能爬壁装置可以在货舱内壁移动，可以携带高压水枪，代替人工完成货舱清洗的工作。

Description

防滑防倾覆智能爬壁装置

技术领域

本发明属于防滑防倾覆智能爬壁装置领域，特别涉及一种用于货舱清洗的防滑防倾覆智能爬壁装置。

背景技术

散货船是散装货船简称，是专门用来运输不加包扎的货物，如煤炭、矿石、木材、牲畜、谷物等。船舶前后航次分别装运不同的货物时，货舱需要清洗干净，装载新货物之前的清洗货舱非常重要。目前散货船的清洗主要是由人工手持水枪进行清洗作业，如巴拿马型货船，好望角型船。人工清洗效率低下，并且人工需要在高空环境下作业，安全性不能保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于散货船船舱清洗的防滑防倾覆智能爬壁装置，以解决现在大型货舱清洗需要人工持水枪进行清洗作业的问题。本发明防滑防倾覆智能爬壁装置可以代替人工完成高难度和高难度的任务，同时节约了人工清洗带来的高额成本，并且提高了清洗的效率，具有较强的稳定性和安全性。

为达到上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明的一种防滑防倾覆智能爬壁装置，包括安装框架，驱动系统，传动系统，若干磁力吸附组件，控制系统组成，

所述驱动系统为两个，分别在所述控制系统的控制下对应驱动所述传动系统；

所述传动系统为两个，分别为链轮链条传动系统；

所述若干磁力吸附组件分别与所述传动系统中的链条连接一起，可吸附于船舱内壁；

所述安装框架的两侧分别连接固定所述链轮链条传动系统。

进一步地，所述链轮链条传动系统包括主动链轮，被动链轮和链条，所述主动链轮和被动链轮的传动比为1：1，都与所述链条啮合。

进一步地，所述主动链轮和被动链轮的齿两侧分别切割一个凹槽，其宽度与所述链条的宽度相同；所述主动链轮和被动链轮的轮毂中间镂空。

进一步地，所述安装框架由铝合金材料制成，且设有一安装保护绳的孔；所述安装框架上安装有几字型水管支架，可以携带高压水枪在货舱内壁上爬行。

进一步地，所述两个驱动系统分别包括安装于所述安装框架上的减速器，与减速器相连的电机，所述减速器与主动链轮通过驱动轴连接，所述电机驱动主动链轮转动。

进一步地，所述驱动轴与减速器的轴向固定由键连接，径向固定由垫片和螺钉连接，当两个电机转速相同时，则所述防滑防倾覆智能爬壁装置实现向前或向后运动，当两个电机不同速时，则所述防滑防倾覆智能爬壁装置做转向运动；两个主动链轮采取同步控制，可实现直行后退，大半径转弯，小半径转弯以及原地转弯功能。

进一步地，所述磁力吸附组件包括磁铁安装支架和磁铁，该磁铁安装支架横跨所述链条，与所述链条连接用销轴固定，该销轴两端安装轴用挡圈。

进一步地，所述磁铁为凸字形，磁铁上有沉头螺钉孔，所述磁铁安装支架上切割有凸字型槽口，安装时，所述磁铁安放在磁铁安装支架的凸字型槽口内，并使用沉头螺钉和螺母将两者固定在一起。

进一步地，所述磁铁安装支架的材料为橡胶；所述磁铁采用钕磁铁作为永磁材料。

进一步地，所述安装框架和所述被动链轮通过轴承和轴承安装座安装在一起，且所述被动链轮通过被动轴与轴承连接。

进一步地，还包括一张紧链轮的张紧装置，该张紧装置采用螺杆式，并安装有螺栓，当装配好链轮链条以后，该螺栓支紧所述轴承安装座，拧紧螺母，使其完成张紧。

进一步地，所述控制系统包括控制箱和控制器，控制器放在控制箱内，控制箱防护等级ip66。

有益效果

本发明的防滑防倾覆智能爬壁装置应用于货舱清洗方面，其可以在高空危险环境下工作，并且具有较强的稳定性和机动性能，且操作方便，可以负载500Bar的高压水枪完成30米高空作业，完成货舱内舱壁的清洁，且本发明中的磁力吸附组件可以保障防滑防倾覆智能爬壁装置在与地面角度大于等于76°的壁面完成操作。本发明提出的防滑防倾覆智能爬壁装置安装方便，物美价廉，防护等级高。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1防滑防倾覆智能爬壁装置的整体结构图

图2防滑防倾覆智能爬壁装置的俯视图

图3防滑防倾覆智能爬壁装置的部分剖视图

图4磁力吸附组件细节图

图5传动系统结构图

图6为链轮细节图

其中1、磁铁2、磁铁安装支架3、链条4、销轴5、减速器6、电机7、控制箱8、主动链轮9、控制器10、张紧装置11、轴承安装座12、轴承13、几字型水管支架14、安装框架15、被动链轮16、螺钉17、驱动轴18、端盖19、减速器安装端盖20、被动轴21、沉头螺钉22、螺栓23、螺母

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1-6，其中，图1为本发明防滑防倾覆智能爬壁装置的整体结构图；图2为防滑防倾覆智能爬壁装置的俯视图。

根据图1所示，防滑防倾覆智能爬壁装置安装框架14前端打一孔，目的是为了安装防滑防倾覆智能爬壁装置保护绳，更好的保护防滑防倾覆智能爬壁装置的安全。减速器5，轴承安装座7，张紧装置10，控制器11都安装在安装框架14上。安装框架14上安装有几字形水管支架13，将水管或高压水枪安装在该支架上，500Bar高压水枪喷射出来的水，可以清理干净货舱内舱壁。水管，高压水枪和几字型支架使用不锈钢抱箍连接，也可使用扎带等固定器件进行固定。

根据图1-6所示，本发明采用的传动系统为链轮链条传动系统，图4为防滑防倾覆智能爬壁装置传动系统结构图。防滑防倾覆智能爬壁装置采用双链轮链条传动。链轮链条传动系统包括主动链轮8，被动链轮15，链条3。其中主动链轮8和被动链轮15的传动比为1：1，两者通过链条3进行传动。根据图5所示，主动链轮8和被动链轮15齿都位于链轮正中位置，其目的是与链条3进行啮合，齿两侧分别切割一个凹槽，其宽度与链条的宽度相同，目的是为了让链条与齿更好的啮合。链条采用铝合金材质，铝合金材质不导磁，不会与磁力吸附系统发生吸附作用。链条3由外链板，内链板，滚子，销轴，套筒组成。

特有的，通过改变链轮的齿数，型号，链条的链节数都可以改变防滑防倾覆智能爬壁装置的整体大小。

链轮的整体宽度和磁铁安装支架2的整体宽度相同。主动链轮8有驱动轴安装孔，并有键槽，主动链轮8通过键与驱动轴17进行轴向固定，径向固定一端采用阶梯轴的方式，另一端采用端盖18和螺钉16的形式固定。被动链轮15有被动轴20安装孔，并有键槽，被动链轮15与被动轴20通过键进行轴向固定，径向固定一端采用阶梯轴的方式，另一端采用轴用挡圈的形式固定。被动轴20还与轴承12连接在一起，轴承12通过轴承安装座11固定在安装框架14上。根据图6所示，主动链轮8和被动链轮15的轮毂都有镂空，目的是为了减小防滑防倾覆智能爬壁装置的重量。

磁力吸附组件是防滑防倾覆智能爬壁装置爬壁的核心构件。根据图1，图4所示，磁力吸附组件是由磁铁安装支架2和磁铁1组成。磁铁1采用钕磁铁作为永磁材料，磁铁安装支架2由橡胶材质制成，磁铁安装支架2横跨链条3，与链条3连接用销轴4固定，销轴4两端安装轴用挡圈，防止销轴径向移动。磁铁1为凸字形，磁铁1上有沉头螺钉孔。磁铁安装支架2上切割有凸字型槽口。安装时，磁铁1安放在磁铁安装支架2的凸字型槽口，并使用沉头螺钉21和螺母23将两者固定在一起。使用沉头螺钉21安装，可以保证磁铁吸附在货舱船壁时，螺钉对船壁不会产生影响。磁铁1和磁铁安装支架2固定在一起后，组成磁力吸附组件，使用销轴4将磁力吸附组件和链条3连接在一起。安装完毕后，销轴4两端安装轴用挡圈。

张紧装置10是为了张紧链轮，使其完成更好的传动。张紧装置10采用螺杆式。张紧装置安装有螺栓22，当装配好链轮链条以后，螺栓22支紧轴承安装座11，拧紧螺母23，使其完成张紧。

驱动系统包括电机6和减速器5(图中19为减速器安装端盖)，减速器5连接有驱动轴17，驱动轴17与主动链轮8连接，电机6驱动主动链轮8转动。防滑防倾覆智能爬壁装置采用前驱模式，电机6和减速器5安装在一起，减速器5通过驱动轴17与主动链轮8连接，防滑防倾覆智能爬壁装置两侧分别拥有一个减速器5和电机6。

驱动轴17与减速器5的轴向固定由键连接，径向固定由垫片和螺钉连接。当两个电机6转速相同时，则防滑防倾覆智能爬壁装置实现向前或向后运动，当两个电机6不同速时，则防滑防倾覆智能爬壁装置做转向运动。两轮采取同步控制，可实现直行后退，大半径转弯，小半径转弯以及原地转弯功能。控制可采用程序控制和遥控.

控制系统包括控制箱7和控制器9，控制器9放在控制箱7内。控制箱7为防水等级IP66及以上的材质做成，控制器9安放在控制箱7内，如有电线需要引出，则通过在控制箱7上打孔，并安装水密接头，以此保证控制箱7的防水能力。可以保障防滑防倾覆智能爬壁装置携带高压水枪对货舱内壁进行清洗时，喷射出来的水不会对控制器有所影响。

电机6用来驱动防滑防倾覆智能爬壁装置，使防滑防倾覆智能爬壁装置实现前进后退，左转，右转功能。减速器5安装在安装框架14上，减速器5通过驱动轴17驱动主动链轮8转动，主动链轮8通过链条3与被动链轮15完成传动。防滑防倾覆智能爬壁装置共有两个传动系统，左右两侧分别由两个电机进行驱动，当两个电机转速相同，且方向相同时，防滑防倾覆智能爬壁装置将完成前进或后退的动作，当两个电机转速有速度差时，防滑防倾覆智能爬壁装置将完成左转或右转的动作。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种防滑防倾覆智能爬壁装置，包括安装框架，驱动系统，传动系统，若干磁力吸附组件，

控制系统组成，

所述传动系统为两个，分别为链轮链条传动系统；

所述安装框架的两侧分别连接固定所述链轮链条传动系统。

2.根据权利要求1所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，所述链轮链条传动系统包括主动链轮，被动链轮和链条，所述主动链轮和被动链轮的传动比为1：1，都与所述链条啮合。

3.根据权利要求2所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，所述主动链轮和被动链轮的齿两侧分别切割一个凹槽，其宽度与所述链条的宽度相同；所述主动链轮和被动链轮的轮毂中间镂空。

4.根据权利要求1所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，所述安装框架由铝合金材料制成，且设有一安装保护绳的孔；所述安装框架上安装有几字型水管支架，可以携带高压水枪在货舱内壁上爬行。

5.根据权利要求1所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，所述两个驱动系统分别包括安装于所述安装框架上的减速器，与减速器相连的电机，所述减速器与主动链轮通过驱动轴连接，所述电机驱动主动链轮转动。

6.根据权利要求5所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，所述驱动轴与减速器的轴向固定由键连接，径向固定由垫片和螺钉连接，当两个电机转速相同时，则所述防滑防倾覆智能爬壁装置实现向前或向后运动，当两个电机不同速时，则所述防滑防倾覆智能爬壁装置做转向运动；两个主动链轮采取同步控制，可实现直行后退，大半径转弯，小半径转弯以及原地转弯功能。

7.根据权利要求1所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，所述磁力吸附组件包括磁铁安装支架和磁铁，该磁铁安装支架横跨所述链条，与所述链条连接用销轴固定，该销轴两端安装轴用挡圈。

8.根据权利要求7所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，所述磁铁为凸字形，磁铁上有沉头螺钉孔，所述磁铁安装支架上切割有凸字型槽口，安装时，所述磁铁安放在磁铁安装支架的凸字型槽口内，并使用沉头螺钉和螺母将两者固定在一起。

9.根据权利要求7所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，所述磁铁安装支架的材料为橡胶；所述磁铁采用钕磁铁作为永磁材料。

10.根据权利要求2所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，所述安装框架和所述被动链轮通过轴承和轴承安装座安装在一起，且所述被动链轮通过被动轴与轴承连接。

11.根据权利要求10所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，还包括一张紧链轮的张紧装置，该张紧装置采用螺杆式，并安装有螺栓，当装配好链轮链条以后，该螺栓支紧所述轴承安装座，拧紧螺母，使其完成张紧。

12.根据权利要求1所述的防滑防倾覆智能爬壁装置，其特征在于，所述控制系统包括控制箱和控制器，控制器放在控制箱内，控制箱防护等级ip66。