CN209757468U - 一种大型船舶特种除锈爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

一种大型船舶特种除锈爬壁机器人，包括摆臂、滑杆、驱动轮、除锈器、偏心轮连杆、限位槽、吸附永磁体、无线模块、偏心轮。底部吸附单元安装在车体底部，限位槽主要控制摆臂的运动轨迹，吸附永磁体设置在驱动轮上，除锈器与除锈器驱动电机连接。滑杆安装在机器人车体上，滑杆上安装有搭载平台，其中摆臂电机设置在搭载平台上。爬壁机器人在前进的过程中，驱动轮的运动轨迹可以反馈到控制模块中，并通过无线模块传输到上位机，上位机可实时的处理接收的数据并进行路径复现。路径呈现可有效控制完成各个区域的清理工作，极大的提高了机器人的工作效率和智能性。

Description

一种大型船舶特种除锈爬壁机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人领域，具体涉及一种大型船舶特种除锈爬壁机器人。

背景技术

在工业生产生活中随处可见由钢铁等导磁性材料构建的各类大型设备如大型船舶、石化储罐等,为保障设备的安全运转,需定期进行除锈喷漆防腐作业。目前,世界范围内广泛采用传统的人工方式开展除锈作业,除锈作业需事先搭建脚手架,不仅劳动强度大、作业效率低、经济投入大,而且鉴于高空除锈常伴有安全事故发生。随着机器人技术的快速发展,将机器人应用于除锈作业已成为现代化大型船舶除锈作业研究的热点与发展趋势。

在船舶修造业中,船舱外部空间的除锈,是船舶制造和定期维护必不可少的关键工序。必须有一整套相应完善的工艺方法,高质量的除锈直接影响到喷涂油漆的优劣良好的喷漆工艺方法直接关系到漆膜的致密性,均匀性,附着力,抗冲击性能,漆膜的硬度等质量指标,并且最终决定被防护船体的抗腐蚀性能。为此,本设计提供一种构思巧妙、结构简洁、能够满足各种船舶不同大小船舱使用条件的特种除锈机器人,能够方便的实现同一台机器人在三维空间的船舱中对各个作业面的除锈作业。

发明内容

针对现有船舶等大型金属板表面除锈问题，本实用新型提供一种高速除锈机器人。所述的机器人包括摆臂、滑杆、驱动轮电机、万向轮、驱动轮、除锈器、偏心轮连杆、驱动杆，吸附永磁体、无线模块、偏心轮组成，其中驱动电机设置在搭载平台上，底部吸附单元安装在车体底部，限位槽主要控制摆臂的摆动运动轨迹，吸附永磁体设置在驱动轮上，除锈器与除锈器驱动电机连接。滑杆安装在机器人车体上，搭载平台安装在滑杆上，摆臂支撑对称设置在搭载平台上。

所述的吸附永磁体安装在驱动轮上，驱动轮与驱动轮电机连接，其中驱动模块设置在车体内部。所述的万向轮设置在机器人前进方向的后侧，万向轮安装在万向轮支撑架上，万向轮支撑架可以自由旋转完成万向轮的反向改变。主万向轮上同时也设置有吸附永磁体。

驱动轮设置在框体靠外的两侧,能够在船舶表面运动。驱动轮电机采用伺服电机将动力传输给减速机,驱动轮与减速机相连接,通过减速机的转动带动主动轮转动,使爬壁机器人装置能够在船体表面移动。驱动轮的运动轨迹可以反馈到控制模块中，并通过无线模块传输到上位机，上位机可实时的处理接收到数据并进行路径复现。

底部吸附单元相邻且与两个驱动轮行走机构相对的一侧。底部吸附单元产生的磁吸附力使两个驱动轮行走机构和万向轮紧压船舶表面,从两个驱动轮行走机构产生的动力驱使爬壁机器人装置在船舶表面移动。

当所述的驱动轮电机与驱动轮连接，驱动模块配合驱动轮电机使用，主要用于控制驱动轮减速加速和偏转，其中机器人发生偏转主要通过更改两侧驱动轮的速度，具体说来即通过对左侧的驱动轮减速而右侧轮保持原速度使机器人向左侧偏转。

所述的搭载平台可以在滑杆上进行滑动，主要用来调整摆臂前端的除锈器与机器人本体之间的距离，通过微调距离来完成摆臂驱动轨迹的改变，同时也可以改变机器人整的的重心。

所述的摆杆电机固定于搭载平台上，搭载平台固定于车体上，其中摆杆电机主要与偏心轮连接，偏心轮另一端与偏心轮连杆连接，偏心轮连杆的末端设置驱动杆，驱动杆安装在限位槽内，其中限位槽设置在摆杆上，弧形的限位槽可以使摆杆发生弧形的往复运动。

所述的无线模块与控制模块连接，无线模块主要用于驱动轮数据传递及地面控制指令传输，无线模块主要采用XBee模块进行数据传递。

附图说明

图1为爬壁机器人前进侧主结构示意图。

图2为爬壁机器人底部结构示意图。

图3为爬壁机器人后退侧主结构示意图。

图4爬壁机器人内部结构图。

图中：1、摆臂支撑架；2、搭载平台；3、滑杆；5、车体；7、驱动轮电机；8、万向轮支撑架（8）；9、万向轮；12、驱动轮；13、固定环；14、偏心轮；18、驱动轮支撑架；19、限位槽；20、除锈器；23、摆臂电机；24、偏心轮连杆；25、供电插孔；26、除锈器连接臂；27、驱动杆；29、驱动模块；30、除锈器驱动电机；31、摆臂；33、摆臂转轴；36、吸附永磁体；37、无线模块；39、电机定位板；41、底部吸附单元。

具体实施方式

所述的一种大型船舶特种除锈爬壁机器人包括摆臂（31）、滑杆（3）、驱动轮电机（7）、万向轮（9）、驱动轮（12）、除锈器（20）、偏心轮连杆（24）、驱动杆（27），吸附永磁体（36）、无线模块（37）、偏心轮（14）组成，其中驱动电机设置在搭载平台（2）上，底部吸附单元（41）安装在车体（5）底部，限位槽（19）主要控制摆臂（31）的摆动运动轨迹，吸附永磁体（36）设置在驱动轮（12）上，除锈器（20）与除锈器驱动电机（30）连接。其中固定环（13）主要用于固定驱动轮（12）上的吸附永磁体（36）。滑杆（3）安装在机器人车体（5）上，搭载平台（2）安装在滑杆（3）上，摆臂（31）支撑对称设置在搭载平台（2）上。

驱动轮（12）设置在框体靠外的两侧,能够在船舶表面运动。驱动轮电机（7）采用伺服电机将动力传输给减速机,驱动轮（12）与减速机相连接,通过减速机的转动带动主动轮转动,使爬壁机器人装置能够在船体表面移动。爬壁机器人在前进的过程中，驱动轮（12）的运动轨迹可以反馈到控制模块中，并通过无线模块（37）传输到上位机，上位机可实时的处理接收到数据并进行路径复现。在船体除锈过程中，由于本机器人针对的是大型船舶及磁性金属幅板，为防止清理遗漏，很难单纯通过人为视觉来操控完成整个幅面的除锈清理工作。路径呈现可有效完成各个区域的清理工作，极大的提高了工作效率和机器人智能性。

所述的吸附永磁体（36）安装在驱动轮（12）上，驱动轮（12）与驱动轮电机（7）连接，其中驱动模块（29）设置在车体（5）内部，即驱动轮电机（7）的上部。其中为防止爬壁机器人悬空滑落，其中吸附永磁体（36）主要与船体等悬空的金属板贴合吸附，机器人在船体垂直表面上驱动轮（12）可进行方向转动。

所述的万向轮（9）设置在机器人前进方向的后侧，万向轮（9）安装在万向轮支撑架（8）上，万向轮支撑架（8）可以自由旋转完成万向轮（9）的反向改变。主要防止机器人为减轻机器人自身的重力，同时也可以更易于机器人进行转向，单个万向轮（9）可以使机器人在主动轮发生偏转的过程中机器人末端及时跟随。万向轮（9）上同时也设置有吸附永磁体（36）。

底部吸附单元（41）相邻且与两个驱动轮（12）行走机构相对的一侧。底部吸附单元（41）产生的磁吸附力使两个驱动轮（12）行走机构和万向轮（9）紧压船舶表面,从而产生的摩擦力克服爬壁机器人装置的自重,使得爬壁机器人装置能够牢固的吸附在船舶表面。两个驱动轮（12）行走机构产生的动力驱使爬壁机器人装置在船舶表面移动。当机器人悬空倒挂在曲面船体上，机器人滚轮上的吸附永磁体（36）已经难以平衡机器人整体的重力，因此底部吸附单元（41）便可以平衡重力的影响。

所述的驱动轮电机（7）与驱动轮（12）连接，驱动模块（29）配合驱动轮电机（7）使用，主要用于控制驱动轮（12）减速加速和偏转，其中机器人发生偏转主要通过更改两侧驱动轮（12）的速度，具体说来即通过对左侧的驱动轮（12）减速而右侧轮保持原速度使机器人向左侧偏转。

所述的爬壁机器人的摆臂（31）主要通过驱动杆（27）驱动，其中摆臂（31）初始端设置在摆臂转轴（33）上，摆臂电机（23）通过通过偏心轮连杆（24）传递的驱动力带动摆臂（31）做往复轨迹运动，摆臂（31）前端为除锈器连接臂（26），除锈器连接臂（26）与除锈器驱动电机（30）连接。

所述的摆杆电机固定于搭载平台（2）上，搭载平台（2）固定于车体（5）上，其中摆杆电机主要与偏心轮（14）连接，偏心轮（14）另一端与偏心轮（14）连杆连接，偏心轮连杆（24）的末端设置驱动杆（27），驱动杆（27）安装在限位槽（19）内，其中限位槽（19）设置在摆杆上，弧形的限位槽（19）可以使摆杆发生弧形的往复运动。

所述偏心轮（14）的基圆的圆心与摆杆电机输出端相连，摆杆电机带动偏心轮（14）进行旋转，偏心轮（14）的另一端连接连杆，偏心轮（14）在旋转过程中带动连杆做固定的轨迹运动，通过与摆臂（31）的限位槽（19）进行动力传输。

所述的除锈器（20）安装在除锈器驱动电机（30）上，通过连接键传递扭矩，除锈器（20）可根据船体幅面的锈蚀程度进行不同磨削力度。

所述的无线模块（37）与控制模块连接，无线模块（37）主要用于驱动轮（12）数据传递及地面控制指令传输，无线模块（37）主要采用XBee模块进行数据传递。在运动控制可以根据上位机的轨迹界面完成指定区域的位置的表面清理。

所述的搭载平台（2）可以在滑杆（3）上进行滑动，主要用来调整摆臂（31）前端的除锈器（20）与机器人本体之间的距离，通过微调距离来完成摆臂（31）驱动轨迹的改变，同时可以改变机器人整体的重心，调整机器人与船体表面的吸附程度。

实施例中的方案并非用以限制专利的保护范围，凡未脱离本专利所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (3)

1.一种大型船舶特种除锈爬壁机器人，其特征是：所述的爬壁机器人包括摆臂（31）、滑杆（3）、摆臂电机（23）、万向轮（9）、驱动轮（12）、除锈器（20）、偏心轮连杆（24）、驱动杆（27），吸附永磁体（36）、无线模块（37）、偏心轮（14）组成，其中摆臂电机（23）设置在搭载平台（2）上，底部吸附单元（41）安装在车体底部，限位槽（19）控制摆臂（31）的运动轨迹，吸附永磁体（36）设置在驱动轮（12）上，除锈器（20）与除锈器驱动电机（30）连接，滑杆（3）安装在机器人车体上，搭载平台安装在滑杆（3）上。

2.根据权利要求1所述的一种大型船舶特种除锈爬壁机器人，其特征在于：所述的爬壁机器人的摆臂（31）主要通过驱动杆（27）驱动，偏心轮连杆（24）与驱动杆（27）固定连接，摆臂电机（23）通过通过偏心轮连杆（24）传递的驱动力带动摆臂（31）做往复轨迹运动，摆臂（31）前端为除锈器连接臂（26），除锈器连接臂（26）与除锈器驱动电机（30）连接。

3.根据权利要求1所述的一种大型船舶特种除锈爬壁机器人，其特征在于：所述的搭载平台（2）可以在滑杆（3）上进行滑动，主要用来调整摆臂（31）前端的除锈器（20）与机器人本体之间的距离，通过微调距离来完成摆臂（31）驱动轨迹的改变，同时可以改变机器人整机的重心，调整机器人与船体表面的吸附程度。