CN210550498U - 一种具有喷砂结构的攀爬机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有喷砂结构的攀爬机器人，涉及船舶工程辅助器械的技术领域，其包括机体，所述机体上开设有开口与船舶表面待打磨处相对的真空腔，所述真空腔内设置有喷砂机构，所述喷砂机构包括与真空腔连通的喷砂管、与喷砂管连通的储砂器、与真空腔内底部侧壁连通的真空管以及与真空管连通的负压源，所述喷砂管的一端开口与船舶表面垂直相对，所述喷砂管内喷出的砂与船舶接触后磨去其表面的旧漆皮。本实用新型具有提高去除旧漆皮的效率以方便船舶的正常运营的效果。

Description

一种具有喷砂结构的攀爬机器人

技术领域

本实用新型涉及船舶工程辅助器械的技术领域，尤其是涉及一种具有喷砂结构的攀爬机器人。

背景技术

目前，船舶是能航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。一般船舶在长期使用过程中其表面的保护漆容易发生损坏与脱落，当漆皮掉落时会使内部的金属表面与海水直接接触，从而加快了金属的氧化锈蚀，容易影响船只的外观与使用寿命。

针对此类问题，现有的方法主要是通过人工打磨的方式将船只表面破损的漆皮去除，然后维护人员再对船只裸露的部分进行统一的喷涂，从而延长船体的使用寿命。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：人工打磨旧漆皮的方式效率低下，致使船舶换漆皮的工期较长，从而影响船舶的正常运营。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有喷砂结构的攀爬机器人，能提高去除旧漆皮的效率，方便船舶的正常运营。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种具有喷砂结构的攀爬机器人，包括机体，所述机体上开设有开口与船舶表面待打磨处相对的真空腔，所述真空腔内设置有喷砂机构，所述喷砂机构包括与真空腔连通的喷砂管、与喷砂管连通的储砂器、与真空腔内底部侧壁连通的真空管以及与真空管连通的负压源，所述喷砂管的一端开口与船舶表面垂直相对，所述喷砂管内喷出的砂与船舶接触后磨去其表面的旧漆皮。

通过采用上述技术方案，储砂器向喷砂管提供砂粒，当负压源启动时抽吸真空管内的气体，以此使真空腔内产生负压，真空腔抽吸喷砂管内的气体，以此使储纱器供给的砂粒沿喷砂管传输，砂粒经喷砂管加速后在自身的惯性作用下撞击船舶表面的旧漆皮，以此通过砂粒与旧漆皮的摩擦与振动使旧漆皮脱落，之后真空管抽吸砂粒与随砂粒落下的旧漆皮，并通过真空管排出真空腔，实现旧漆皮的持续清理，由于砂粒持续不断地摩擦船舶表面，以此提高去除旧漆皮的效率，方便船舶的正常运营。

本实用新型进一步设置为：所述真空腔内与船舶的待打磨处相对的内侧壁上铺设有垫片，所述垫片与机体可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，当砂粒与船舶表面碰撞时会发生反弹现象，此时反弹的砂粒与垫片接触摩擦，以此减少对机体的磨损；由于砂粒持续运动，因此垫片经长期使用后容易磨损，通过垫片与机体的可拆卸连接，方便垫片的更换。

本实用新型进一步设置为：所述垫片采用柔性材料，所述机体上开设有供喷砂管穿入的安装孔，所述安装孔边沿设置有夹片，所述夹片上穿设有螺栓，所述螺栓穿过夹片、垫片且与机体螺纹连接。

通过采用上述技术方案，由于垫片采用柔性材料，当砂粒持续碰撞垫片时，垫片通过自身的形变消耗砂粒的动能，以此避免砂粒再次反弹而干扰刚脱离喷砂管的砂粒碰触船舶表面，同时减少机体打磨旧漆皮时的噪音，起到隔音降噪的效果；通过夹片与螺栓的设置实现垫片与机体的可拆卸，方便垫片的更换，同时螺栓使夹片抵紧垫片，以此避免砂粒进入垫片与真空腔内壁的夹缝中，从而方便后期的清理。

本实用新型进一步设置为：所述喷砂管与真空腔连通的一端上设置有出砂管，所述出砂管与机体滑移连接，所述机体上设置有驱动出砂管滑移的驱动组件。

通过采用上述技术方案，驱动组件驱动出砂管滑动，以此对船舶表面的不同区域进行去除旧漆皮的操作，以此扩大喷砂的范围，提高清除旧漆皮的效率。

本实用新型进一步设置为：所述喷砂管上设置有电磁阀，当负压源关闭时电磁阀关闭喷砂管。

通过采用上述技术方案，当负压源关闭后的短暂时间段内，真空腔仍处于负压状态，此时从喷砂管内喷出的砂粒会滞留在真空腔内，从而影响后期的清理；因此在负压源关闭的同时关闭电磁阀，以此避免砂粒滞留在真空腔内，减少后期清理维护的工作量。

本实用新型进一步设置为：所述机体上设置有攀爬机构，所述攀爬机构包括转动设置于所述机体上的攀爬轮以及设置于机体上的驱动攀爬轮转动的驱动件，所述攀爬轮凸出机体表面且与船舶表面滚动连接。

通过采用上述技术方案，驱动件驱动攀爬轮转动，攀爬轮与船舶表面相对滚动，机体在真空腔内产生的负压的作用下紧贴船舶表面，使得攀爬轮与船舶表面的摩擦力增大，以此使攀爬轮转动时带动机体沿船舶表面行进，同时喷砂管喷出的砂与船舶表面的旧漆皮摩擦，以此磨去旧漆皮，以此扩大机体的打磨范围，提高旧漆皮打磨效率。

本实用新型进一步设置为：所述攀爬轮至少有两个且对称分布于机体的两侧，且所述驱动件包括设置于机体上的驱动攀爬轮正反转的伺服电机，当所述机体两侧的攀爬轮转向相反时机体偏离原行进方向。

通过采用上述技术方案，伺服电机带动机体两侧的攀爬轮转动以带动机体移动，同时多个攀爬轮的设置增加了机体与船舶表面的接触面积，以此提高机体运行的稳定性，且当攀爬轮两侧的伺服电机的转向相反时机体的行进方向改变，以此方便根据实际打磨区域的情况调整打磨位置，提高适用性。

本实用新型进一步设置为：所述机体上位于真空腔开口边沿上设置有环状的摩擦圈，当机体与船舶表面接触时摩擦圈一侧与船舶表面抵接，所述摩擦圈与机体可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，由于攀爬轮在沿船舶表面移动时，真空腔开口边沿与船舶表面之间会产生间隙，间隙会增加真空腔内压力的损失，导致负压源的负荷增大，因此在真空腔开口边沿上设置摩擦圈，通过摩擦圈填充真空腔开口边沿与船舶表面的间隙，减少压力的损失，同时摩擦圈与机体可拆卸连接，以此方便摩擦圈磨损严重后进行更换。

本实用新型进一步设置为：所述摩擦圈与机体之间设置有弹性块，所述弹性块有多个且沿真空腔开口两侧对称分布。

通过采用上述技术方案，当摩擦圈磨损后与船舶表面的间隙增大，容易导致压力损失增大，因此通过弹性块使摩擦圈始终抵紧船舶表面，从而减少压力的损失，减小负压源的负荷，提升节能性。

本实用新型进一步设置为：所述机体上设置有安全阀，所述安全阀连通真空腔与机体外，当真空腔内的气压小于设定值时安全阀连通真空腔与机体外。

通过采用上述技术方案，当真空腔内的压力过小时，摩擦圈、攀爬轮与船舶表面的摩擦力增大，以此使机体移动的阻力增大，从而容易导致机体出现停滞的现象，因此通过安全阀平衡真空腔内外的气压，当真空腔内的气压小于设定值时安全阀连通真空腔与机体外，使真空腔内的气压回升至正常范围，从而方便机体的正常移动，提高去除旧漆皮的整体效率。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

负压源启动时使真空腔内产生负压，以此使储纱器供给的砂粒沿喷砂管传输，砂粒经喷砂管加速后在自身的惯性作用下撞击船舶表面的旧漆皮，以此通过砂粒与旧漆皮的摩擦与振动使旧漆皮脱落，砂粒持续不断地摩擦船舶表面，以此提高去除旧漆皮的效率，方便船舶的正常运营；

砂粒与船舶表面碰撞时会发生反弹现象，此时反弹的砂粒与垫片接触摩擦，以此减少对机体的磨损；由于砂粒持续运动，因此垫片经长期使用后容易磨损，通过垫片与机体的可拆卸连接，方便垫片的更换；

弹性块使摩擦圈始终抵紧船舶表面，并通过摩擦圈填充真空腔开口边沿与船舶表面的间隙，减少压力的损失，同时摩擦圈与机体可拆卸连接，以此方便摩擦圈磨损严重后进行更换。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的侧面结构示意图，主要展示喷砂管；

图3是图1中A部分的局部放大示意图，主要展示螺栓。

附图标记：1、机体；11、真空腔；12、条形孔；13、夹片；131、螺栓；14、垫片；15、摩擦圈；151、弹性块；152、支撑片；16、支撑脚；2、喷砂机构；21、喷砂管；211、电磁阀；212、出砂管；22、驱动组件；221、无杆气缸；23、真空管；24、封闭条；241、滚筒；3、攀爬机构；31、攀爬轮；32、驱动件；321、伺服电机；4、安全阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种具有喷砂结构的攀爬机器人，包括机体1，机体1呈方形，机体1的底部设置有四个支撑脚16，四个支撑脚16呈梯形排列，且均通过螺钉与机体1固定，以此方便机体1的安放。当机体1脱离船舶表面并落在地面上时支撑脚16对机体1起到支撑作用，从而减少维护人员人工支撑的工作量。机体1上设置有攀爬机构3与喷砂机构2，攀爬机构3用于使机体1沿船舶的待打磨处移动以方便喷砂机构2对船舶表面进行喷砂打磨，以此去除船舶表面的旧漆皮，以方便船舶换漆皮。

参照图1、图2，攀爬机构3包括转动设置于机体1上的攀爬轮31、设置于机体1上的驱动攀爬轮31转动的驱动件32，驱动件32包括四个与机体1的四个边角处通过螺钉固定的伺服电机321。攀爬轮31有四个，对称分布于机体1的四个边角处，攀爬轮31呈圆轮状，且其周侧壁与船舶表面抵接，攀爬轮31凸出机体1表面且与船舶表面滚动连接。伺服电机321与攀爬轮31一一对应，以此增加机体1与船舶表面的接触面积，以此提高机体1运行的稳定性。

伺服电机321具有正反转的功能，且其输出轴与攀爬轮31同轴固定，以此带动攀爬轮31转动，从而带动机体1在船舶表面移动。四个伺服电机321的输出轴的转动轴线相互平行，当四个伺服电机321均同向转动时，机体1沿直线轨迹移动。当机体1两侧的伺服电机321的转动方向相反时，机体1的行进方向产生偏移，以此方便维护人员根据实际打磨区域的情况调整打磨位置，提高适用性。

机体1上开设有开口与船舶表面待打磨处相对的真空腔11，真空腔11呈胶囊状。喷砂机构2包括与真空腔11连通的喷砂管21、与喷砂管21连通的储砂器、与真空腔11内底部侧壁连通的真空管23以及与真空管23连通的负压源。负压源采用真空泵，放置于地面上，用以抽空真空管23内的气体以使真空管23内处于负压状态。

喷砂管21与真空管23均采用软管，以此方便机体1的移动，减少机体1移动时所受的阻力。负压源启动时使真空腔11内产生负压，砂粒在负压作用下经喷砂管21加速后在自身的惯性作用下撞击船舶表面的旧漆皮，以此清除船舶表面的旧漆皮。储砂器采用MT-6050喷砂机，为砂粒的传输提供初始动能，以此方便砂粒进入真空腔11内。

参照图2、图3，喷砂管21与真空腔11连通的一端上设置有圆形的出砂管212，出砂管212的一端开口与船舶表面垂直相对，且出砂管212采用钢材料。机体1上开设有条形孔12，出砂管212穿过条形孔12且与条形孔12滑移连接，且出砂管212上套设有封闭条24。封闭条24呈环形，与出砂管212通过螺钉固定且盖设于条形孔12上，以此减少从条形孔12内进入的空气，减少真空腔11内的压力损失，从而减小负压源的负荷。

机体1上设置有驱动出砂管212滑移的驱动组件22，驱动组件22包括设置于机体1上的无杆气缸221，无杆气缸221的缸体与机体1通过螺钉固定，其活塞沿机体1水平滑移，且滑移方向与出砂管212的滑移方向一致。无杆气缸221动作时带动出砂管212滑动，以此对船舶表面不同区域进行去除旧漆皮的操作，扩大清理范围，从而提高清理效率。封闭条24的长度大于条形孔12的长度的两倍，且出砂管212在移动时带动封闭条24移动，此时封闭条24始终遮盖条形孔12，从而减少真空腔11内的压力损失。

封闭条24呈闭环状，且机体1的两侧通过轴承转动设置有滚筒241，两个滚筒241的转动轴线相互平行，封闭条24套设于两个滚筒241上。滚筒241的设置用于提高封闭条24的张力，以此提高封闭条24表面的平整度，避免封闭条24上的褶皱使封闭条24与条形孔12的间隙增大，从而减少自封闭条24与条形孔12的间隙泄漏的砂粒，减少对环境的污染。同时滚筒241的设置避免封闭条24在真空腔11内的负压作用下发生凹陷，以此避免封闭条24与条形孔12的边沿摩擦产生划痕而损坏。且封闭条24上远离条形孔12的一段上开设有供喷砂管21穿过的让位孔，以此方便喷砂管21的自由滑动。

当负压源关闭后的短暂时间段内，真空腔11仍处于负压状态，此时从喷砂管21内喷出的砂粒会滞留在真空腔11内，从而影响后期的清理。因此在喷砂管21上设置电磁阀211，当负压源关闭时或关闭前操作人员控制电磁阀211关闭喷砂管21，同时关闭喷砂机，以此避免砂粒滞留在真空腔11内，减少后期清理维护的工作量。

真空腔11内与船舶的待打磨处相对的内侧壁上铺设有垫片14，垫片14采用橡胶材质，与真空腔11的开口所在面平行且与出砂管212的中心轴线垂直。当砂粒与船舶表面碰撞时会发生反弹现象，此时反弹的砂粒与垫片14接触摩擦，以此减少对机体1的磨损。由于砂粒长期持续运动会使垫片14损坏，因此垫片14与机体1通过螺钉可拆卸连接，从而方便垫片14的更换。且垫片14通过自身的形变消耗砂粒的动能，以此避免砂粒再次反弹而干扰刚脱离喷砂管21的砂粒碰触船舶表面，同时减少机体1打磨旧漆皮时的噪音，起到隔音降噪的效果。

机体1上开设有供喷砂管21穿入的安装孔，安装孔与条形孔12连通，安装孔边沿设置有夹片13，垫片14位于夹片13与真空腔11内壁之间。夹片13上穿设有螺栓131，螺栓131穿过夹片13、垫片14且与机体1螺纹连接。夹片13与螺栓131的设置用于实现垫片14与机体1的可拆卸，方便垫片14的更换，同时螺栓131使夹片13抵紧垫片14，以此避免砂粒进入垫片14与真空腔11内壁的夹缝中，从而方便后期的清理。

由于攀爬轮31在沿船舶表面移动时，真空腔11开口边沿与船舶表面之间会产生间隙，间隙会增加真空腔11内压力的损失，导致负压源的负荷增大。因此在机体1上位于真空腔11开口边沿上设置摩擦圈15，摩擦圈15呈环形跑道状，摩擦圈15采用塑胶材质，塑胶材质具有耐磨的特性，以此延长摩擦圈15的使用寿命。且摩擦圈15填充了真空腔11开口边沿与船舶表面的间隙，减少了压力的损失，以此减小负压源的负荷，提升节能性。

摩擦圈15与真空腔11开口边沿之间设置有方形的支撑片152，支撑片152呈方形且通过螺钉与机体1固定，摩擦圈15通过螺钉与支撑片152可拆卸连接，以此方便摩擦圈15磨损严重后进行更换。支撑片152与机体1之间粘接固定有弹性块151，弹性块151采用呈长方体状的橡胶块，弹性块151有四个且沿真空腔11开口两侧对称分布，四个弹性块151呈方形排列。当摩擦圈15磨损变薄后与船舶表面的间隙增大，容易导致压力损失增大，因此通过弹性块151使摩擦圈15始终抵紧船舶表面，从而减少压力的损失，减小负压源的负荷，提升节能性。

当真空腔11内的压力过小时，摩擦圈15、攀爬轮31与船舶表面的摩擦力增大，以此使机体1移动的阻力增大，从而容易导致机体1出现停滞的现象。因此在机体1上设置有安全阀4，安全阀4采用A21H Y-64型号，安全阀4连通真空腔11与机体1外，当真空腔11内的气压小于设定值时安全阀4连通真空腔11与机体1外，以此使真空腔11内的气压回升至正常范围，在保证机体1与船舶表面之间的吸附力维持在机体1不掉落的前提下减小摩擦圈15与船舶表面的摩擦力，从而方便机体1的正常移动，提高去除旧漆皮的整体效率。

本实施例的实施原理为：清理船舶上的旧漆皮时，操作人员只需将机体1放置于船舶上，使其真空腔11开口与船舶表面相对。之后开启负压源，负压源启动时抽吸真空管23内的气体，以此使真空腔11内产生负压，真空腔11抽吸喷砂管21内的气体，以此使储纱器供给的砂粒沿喷砂管21传输。砂粒经喷砂管21加速后在自身的惯性作用下撞击船舶表面的旧漆皮，以此通过砂粒与旧漆皮的摩擦与振动使旧漆皮脱落。砂粒与随砂粒落下的旧漆皮通过真空管23排出真空腔11，实现旧漆皮的持续清理，由于砂粒持续不断地摩擦船舶表面，以此提高去除旧漆皮的效率，方便船舶的正常运营。

同时开启伺服电机321，伺服电机321带动攀爬轮31转动，攀爬轮31与船舶表面相对滚动，机体1在真空腔11内产生的负压的作用下紧贴船舶表面，使得攀爬轮31与船舶表面的摩擦力增大，以此使攀爬轮31转动时带动机体1沿船舶表面行进。同时喷砂管21喷出的砂粒与船舶表面的旧漆皮摩擦，以此磨去旧漆皮，以此扩大机体1的打磨范围，提高旧漆皮打磨效率。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有喷砂结构的攀爬机器人，其特征在于：包括机体(1)，所述机体(1)上开设有开口与船舶表面待打磨处相对的真空腔(11)，所述真空腔(11)内设置有喷砂机构(2)，所述喷砂机构(2)包括与真空腔(11)连通的喷砂管(21)、与喷砂管(21)连通的储砂器、与真空腔(11)内底部侧壁连通的真空管(23)以及与真空管(23)连通的负压源，所述喷砂管(21)的一端开口与船舶表面垂直相对，所述喷砂管(21)内喷出的砂与船舶接触后磨去其表面的旧漆皮。

2.根据权利要求1所述的一种具有喷砂结构的攀爬机器人，其特征在于：所述真空腔(11)内与船舶的待打磨处相对的内侧壁上铺设有垫片(14)，所述垫片(14)与机体(1)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有喷砂结构的攀爬机器人，其特征在于：所述垫片(14)采用柔性材料，所述机体(1)上开设有供喷砂管(21)穿入的安装孔，所述安装孔边沿设置有夹片(13)，所述夹片(13)上穿设有螺栓(131)，所述螺栓(131)穿过夹片(13)、垫片(14)且与机体(1)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有喷砂结构的攀爬机器人，其特征在于：所述喷砂管(21)与真空腔(11)连通的一端上设置有出砂管(212)，所述出砂管(212)与机体(1)滑移连接，所述机体(1)上设置有驱动出砂管(212)滑移的驱动组件(22)。

5.根据权利要求1所述的一种具有喷砂结构的攀爬机器人，其特征在于：所述机体(1)上设置有攀爬机构(3)，所述攀爬机构(3)包括转动设置于所述机体(1)上的攀爬轮(31)以及设置于机体(1)上的驱动攀爬轮(31)转动的驱动件(32)，所述攀爬轮(31)凸出机体(1)表面且与船舶表面滚动连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有喷砂结构的攀爬机器人，其特征在于：所述攀爬轮(31)至少有两个且对称分布于机体(1)的两侧，且所述驱动件(32)包括设置于机体(1)上的驱动攀爬轮(31)正反转的伺服电机(321)，当所述机体(1)两侧的攀爬轮(31)转向相反时机体(1)偏离原行进方向。

7.根据权利要求1所述的一种具有喷砂结构的攀爬机器人，其特征在于：所述机体(1)上位于真空腔(11)开口边沿上设置有环状的摩擦圈(15)，当机体(1)与船舶表面接触时摩擦圈(15)一侧与船舶表面抵接，所述摩擦圈(15)与机体(1)可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的一种具有喷砂结构的攀爬机器人，其特征在于：所述摩擦圈(15)与机体(1)之间设置有弹性块(151)，所述弹性块(151)有多个且沿真空腔(11)开口两侧对称分布。

9.根据权利要求1所述的一种具有喷砂结构的攀爬机器人，其特征在于：所述机体(1)上设置有安全阀(4)，所述安全阀(4)连通真空腔(11)与机体(1)外，当真空腔(11)内的气压小于设定值时安全阀(4)连通真空腔(11)与机体(1)外。

10.根据权利要求1所述的一种具有喷砂结构的攀爬机器人，其特征在于：所述喷砂管(21)上设置有电磁阀(211)，当负压源关闭时电磁阀(211)关闭喷砂管(21)。

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