CN219519288U - 船舶保养作业机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种船舶保养作业机器人，包括移动平台、机械手以及执行机构，移动平台的顶部设置有工作台面，移动平台的底部设置有行走轮；机械手包括相对的安装端和自由端，机械手的安装端设置于工作台面上，机械手的安装端能够沿着工作台面滑动；执行机构可拆卸地安装于机械手的自由端。本实用新型使用移动平台搭载机械手组成的自动作业移动机器人工作站，在执行机构为喷涂机构的情况下，设备能够实现自动喷涂作业，提高喷涂作业效率，通过驱动机械手还能够实现喷涂轨迹纠正，保障了漆面质量，最重要的是能够使工人远离喷涂现场，从而保护了工人身体健康。

Description

船舶保养作业机器人

技术领域

本实用新型实施例涉及机器人技术领域，特别涉及一种船舶保养作业机器人。

背景技术

船舶油漆保养是通过对船身进行油漆喷涂，从而形成油漆保护层的船舶维护保养项目。主要目的是防止海水对船身的腐蚀，以及减少船底海洋生物附着对航行造成的影响。当前船舶喷涂作业需要船舶驶入船坞，使用支柱将船舶撑起，船底区域由人工钻入船底进行喷涂作业。此种船底喷涂作业方式存在以下几点不足：第一、船底面积庞大，人工作业周期长；第二、船身底部与船坞间隙狭小，人工喷涂作业操作难度大，漆面难以保持均匀，影响保护效果；第三、船底喷涂使用的特种油漆重金属成分含量高，易危害操作人员的身体健康。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的在于提供一种船舶保养作业机器人，旨在解决现有的船底喷涂作业方式存在诸多不足的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种船舶保养作业机器人，包括：

移动平台，所述移动平台的顶部设置有工作台面，所述移动平台的底部设置有行走轮；

机械手，所述机械手包括相对的安装端和自由端，所述机械手的安装端设置于所述工作台面上，所述机械手的安装端能够沿着所述工作台面滑动；以及，

执行机构，所述执行机构可拆卸地安装于所述机械手的自由端。

本实用新型使用移动平台搭载机械手组成的自动作业移动机器人工作站，在执行机构为喷涂机构的情况下，设备能够实现自动喷涂作业，提高喷涂作业效率，通过驱动机械手还能够实现喷涂轨迹纠正，保障了漆面质量，最重要的是能够使工人远离喷涂现场，从而保护了工人身体健康。

优选地，在所述船舶保养作业机器人中，所述执行机构设置有多个，多个所述执行机构用于选择性地安装于所述机械手上，多个所述执行机构中包括喷涂机构、等离子喷枪、3D相机。

优选地，在所述船舶保养作业机器人中，所述执行机构为喷涂机构，所述船舶保养作业机器人还包括输送管道，其中：

所述喷涂机构通过所述输送管道连通外部油漆供给设备；或者，

所述移动平台上设置有油漆桶，所述喷涂机构通过所述输送管道连通所述油漆桶。

优选地，在所述船舶保养作业机器人中，所述机械手为六轴机械手。

优选地，在所述船舶保养作业机器人中，所述工作台面上间隔地设置有两个并行的第一直线地轨，两个所述第一直线地轨上架设有第二直线地轨，所述第二直线地轨沿着两个所述第一直线地轨的间隔方向布置，所述机械手的安装端设置于所述第二直线地轨上；

所述船舶保养作业机器人还包括第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置与所述第二直线地轨动力耦合连接，以通过所述第一驱动装置驱动所述第二直线地轨沿着所述第一直线地轨滑动，所述第二驱动装置与所述机械手的安装端动力耦合连接，以通过所述第二驱动装置驱动所述机械手沿着所述第二直线地轨滑动。

优选地，在所述船舶保养作业机器人中，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置均电连接所述机械手。

优选地，在所述船舶保养作业机器人中，所述移动平台上设置有朝向船底的距离传感器，所述距离传感器沿着所述工作台面的周向设置有多个；

所述机械手电连接多个所述距离传感器，用于根据多个所述距离传感器驱动所述机械手，以调节所述执行机构的位姿。

优选地，在所述船舶保养作业机器人中，所述距离传感器为激光传感器。

优选地，在所述船舶保养作业机器人中，所述距离传感器设置有四个，四个所述所述距离传感器中的两个分别设置于所述移动平台在第一方向上的两端，另外两个分别设置于所述移动平台在第二方向上的两端，其中，所述第一方向、所述第二方向均平行于所述工作台面，所述第一方向与所述第二方向垂直。

优选地，在所述船舶保养作业机器人中，所述移动平台为AGV小车。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例中船舶保养作业机器人的结构示意图；

图2为图1中船舶保养作业机器人于另一视角的结构示意图；

图3为图1中机械手与执行机构结合处的结构示意图。

本实用新型附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	船舶保养作业机器人	3	执行机构
1	移动平台	4	地轨移动系统
				11	工作台面	41	第一直线地轨
12	行走轮	42	第二直线地轨
				2	机械手

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种船舶保养作业机器人，该船舶保养作业机器人能够用于船舶维护保养项目的施工作业，下面将以船舶保养作业机器人用于船底油漆保养的施工作业为例进行介绍，图1至图3示出了本实用新型提供的船舶保养作业机器人的一较佳实施例。

请参阅图1至图3，在本实施例中，船舶保养作业机器人100包括移动平台1、机械手2以及执行机构3。

请参阅图1和图2，移动平台1的顶部设置有工作台面11，移动平台1的底部设置有行走轮12。

具体而言，工作台面11通常为移动平台1的顶面，移动平台1通过底部的行走轮12能够自由地移动，移动平台1上通常会设置有控制器(未在图中示出)，通过控制器能够控制移动平台1的移动轨迹。

可选地，在本实施例中，移动平台1为AGV小车，AGV(Automated Guided Vehicle，自动导向车)是以电池为动力源的一种自动操纵行驶的工业车辆，在为AGV小车预先设定运行路径坐标后，AGV小车在运行中能够实时检测车辆当前位置坐标并与预先设定值相比较，控制车辆的运行方向，从而实现自动导航以及控制车辆运行到达指定地点。

请参阅图1至图3，机械手2包括相对的安装端(未在图中示出)和自由端(未在图中示出)，机械手2的安装端设置于工作台面11上，机械手2的安装端能够沿着工作台面11滑动。

具体而言，机械手2通过安装端安装于移动平台1上，机械手2的自由端即为机械手2的末端，机械手2的自由端相当于安装端能够多维度的自由活动。机械手2可以为工业机器人，工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工艺动作。可选地，请参阅图3，在本实施例中，机械手2为六轴机械手，下面将以机械手2是六轴机械手为例进行介绍。

机械手2的安装端能够沿着工作台面11滑动，即机械手2整体能够沿着工作台面11滑动，可选地，请参阅图1和图2，在本实施例中，工作台面11上间隔地设置有两个并行的第一直线地轨41，两个第一直线地轨41上架设有第二直线地轨42，第二直线地轨42沿着两个第一直线地轨41的间隔方向布置，机械手2的安装端设置于第二直线地轨42上；船舶保养作业机器人100还包括第一驱动装置(未在图中示出)和第二驱动装置(未在图中示出)，第一驱动装置与第二直线地轨42动力耦合连接，以通过第一驱动装置驱动第二直线地轨42沿着第一直线地轨41滑动，第二驱动装置与机械手2的安装端动力耦合连接，以通过第二驱动装置驱动机械手2沿着第二直线地轨42滑动。

具体而言，机械手2的安装端通过地轨移动系统4设置于移动平台1上，地轨移动系统4包括第一直线地轨41、第二直线地轨42、第一驱动装置和第二驱动装置，地轨移动系统4成为了机械手2的第七轴、第八轴。其中，第一驱动装置和第二驱动装置均可以为电机等。

例如，请参阅图1和图2，在本实施例中，移动平台1呈方台状设置，工作台面11呈方向设置，下面定义垂直于工作台面11的方向为Z向，工作台面11相连的两个边线的方向分别为X向和Y向，第一直线地轨41呈沿着Y向延伸设置，两个第一直线地轨41在X向呈间隔设置，第二直线地轨42呈沿着X向延伸设置，第二直线地轨42的两端分别滑动连接两个第一直线地轨41，第一驱动装置能够驱动第二直线地轨42沿着Y向滑动。而机械手2的安装端滑动连接第二直线地轨42，第二驱动装置能够驱动机械手2沿着X向滑动。

可选地，在本实施例中，第一驱动装置、第二驱动装置均电连接机械手2。

具体而言，地轨移动系统4电连接机械手2，使得地轨移动系统4接入机械手2的拓展驱动中，成为机械手2的第七轴、第八轴，从而与机械手2实现联动。

使用AGV小车作为底座平台，在平台上方安装地轨移动系统4，扩展机械手2在X向和Y向上的移动范围。机械手2安装在地轨移动系统4上方，输入相对位置、减速比等附加轴属性配置，使地轨电机动力线与编码器线接入机械手2的拓展驱动中，成为机械手2的第七轴、第八轴，从而与机械手2实现联动。

请参阅图1至图3，执行机构3可拆卸地安装于机械手2的自由端。

具体而言，船舶保养作业机器人100通过执行机构3来执行船底油漆保养的施工作业。基于船舶保养作业机器人100实际工艺场合的不同，执行机构3的种类选择也会不同。船舶保养作业机器人100可以包括一种或者多种执行机构3，在船舶保养作业机器人100包括多种执行机构3的情况，由于执行机构3是可拆卸地安装于机械手2的，故可以根据当前的工艺场合机械手2上的执行机构3进行更换，以将对应种类的执行机构3安装在机械手2上。

可选地，在本实施例中，执行机构3设置有多个，多个执行机构3用于选择性地安装于机械手2上，多个执行机构3中包括喷涂机构、等离子喷枪、3D相机。

具体而言，在需要对船底表面处理的工艺场合下，可以将等离子喷枪安装在机械手2上，通过等离子喷枪对船底进行等离子表面处理；在需要对船底喷涂的工艺场合下，可以将喷涂机构安装在机械手2上，通过喷涂机构对船底进行喷涂；在需要对船底表面质量检测的工艺场合下，可以将3D相机安装在机械手2上，通过3D相机对船底进行表面质量检测。

下面将以喷涂机构安装在机械手2上为例进行介绍，即执行机构3为喷涂机构，喷涂机构可以是夹持固定在机械手2的末端，其中，喷涂机构可以为喷枪等。

可选地，在本实施例中，船舶保养作业机器人100还包括输送管道(未在图中示出)，其中：喷涂机构通过输送管道连通外部油漆供给设备(未在图中示出)；或者，移动平台1上设置有油漆桶(未在图中示出)，喷涂机构通过输送管道连通油漆桶。

具体而言，根据实际喷涂作业面积等因素，可以选择油漆桶或者外部油漆供给设备来为喷涂机构供给油漆。例如，当实际喷涂作业面积较小时，可以在移动平台1上设置有油漆桶，以通过油漆桶为喷涂机构供给油漆；再如，当实际喷涂作业面积较大时，可以将喷涂机构连通外部单独设置的油漆供给系统等外部油漆供给设备，以通过外部油漆供给设备为喷涂机构供给油漆。

本实用新型使用移动平台1搭载机械手2组成的自动作业移动机器人工作站，在执行机构3为喷涂机构的情况下，设备能够实现自动喷涂作业，提高喷涂作业效率，通过驱动机械手2还能够实现喷涂轨迹纠正，保障了漆面质量，最重要的是能够使工人远离喷涂现场，从而保护了工人身体健康。

可选地，在本实施例中，移动平台1上设置有朝向船底的距离传感器(未在图中示出)，距离传感器沿着工作台面11的周向设置有多个；机械手2电连接多个距离传感器，用于根据多个距离传感器驱动机械手2，以调节执行机构3的位姿。

具体而言，在移动平台1移动到工作区域后，安装在移动平台1上的多个距离传感器(距离传感器可以为激光传感器等)投射至船底，对移动平台1上方船底多处位置进行距离检测，将这多处位置的船底表面与工作台面11的间距数据反馈给机械手2，机械手2通过该数据计算出当前作业平面的相对于机器人坐标系X轴的旋转角度、Y轴的旋转角度以及Z方向的补偿值，纠正喷涂作业轨迹，实现适应不同倾斜角度的船底的喷涂作业，从而保证在喷涂机构移动作业的过程中，喷涂机构相对于上方船底的位姿能够保持不变。

进一步地，在本实施例中，距离传感器设置有四个，四个距离传感器中的两个分别设置于移动平台1在第一方向上的两端，另外两个分别设置于移动平台1在第二方向上的两端。

具体而言，第一方向、第二方向均平行于工作台面11，第一方向与第二方向垂直，例如，第一方向为X向，第二方向为Y向。

在船舶保养作业机器人100进行喷涂前，通常需要对距离传感器等进行校准，经过工作平面校准后，通过外部输入的矩形喷涂表面的长和宽，生成机器人喷涂作业轨迹。在移动平台1移动到工作区域后，使用距离传感器对船底倾斜角度进行识别并调整喷涂作业轨迹。

可选地，在本实施例中，船舶保养作业机器人100能够通过外部输入的作业面积等级选择，生成机器人喷涂作业轨迹。

船舶保养作业机器人100具有如下优点：

1、船舶保养作业机器人100使用工业机器人夹持喷枪，进行喷涂作业，通过AGV小车进行作业区域转移，动作连贯，作业轨迹顺畅，大面积喷涂作业时效率高于人工；

2、船舶保养作业机器人100在不同船底表面区域进行喷涂作业时，采用的喷涂工艺参数一致，且使用距离传感器对船底状况进行检测，纠正作业轨迹，从执行层面保证了喷涂作业质量；

3、船底需要进行喷涂的作业面积巨大，需要长时间进行喷涂作业，对现场操作工人身体健康影响大，而船舶保养作业机器人100可实现人工远程操作，避免了油漆作业产生的健康损害；

4、通过距离传感器能够精确控制油漆喷涂量，节约成本。

5、传统喷涂作业需要熟练的作业工人才能保证喷涂质量，而船舶保养作业机器人100可复制性强，操作便捷，经过生成参数调试后可批量复制，缩短整体工期。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种船舶保养作业机器人，其特征在于，包括：

移动平台，所述移动平台的顶部设置有工作台面，所述移动平台的底部设置有行走轮；

机械手，所述机械手包括相对的安装端和自由端，所述机械手的安装端设置于所述工作台面上，所述机械手的安装端能够沿着所述工作台面滑动；以及，

执行机构，所述执行机构可拆卸地安装于所述机械手的自由端。

2.如权利要求1所述的船舶保养作业机器人，其特征在于，所述执行机构设置有多个，多个所述执行机构用于选择性地安装于所述机械手上，多个所述执行机构中包括喷涂机构、等离子喷枪、3D相机。

3.如权利要求1所述的船舶保养作业机器人，其特征在于，所述执行机构为喷涂机构，所述船舶保养作业机器人还包括输送管道，其中：

所述喷涂机构通过所述输送管道连通外部油漆供给设备；或者，

所述移动平台上设置有油漆桶，所述喷涂机构通过所述输送管道连通所述油漆桶。

4.如权利要求1-3任意一项所述的船舶保养作业机器人，其特征在于，所述机械手为六轴机械手。

5.如权利要求1-3任意一项所述的船舶保养作业机器人，其特征在于，所述工作台面上间隔地设置有两个并行的第一直线地轨，两个所述第一直线地轨上架设有第二直线地轨，所述第二直线地轨沿着两个所述第一直线地轨的间隔方向布置，所述机械手的安装端设置于所述第二直线地轨上；

所述船舶保养作业机器人还包括第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置与所述第二直线地轨动力耦合连接，以通过所述第一驱动装置驱动所述第二直线地轨沿着所述第一直线地轨滑动，所述第二驱动装置与所述机械手的安装端动力耦合连接，以通过所述第二驱动装置驱动所述机械手沿着所述第二直线地轨滑动。

6.如权利要求5所述的船舶保养作业机器人，其特征在于，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置均电连接所述机械手。

7.如权利要求1-3任意一项所述的船舶保养作业机器人，其特征在于，所述移动平台上设置有朝向船底的距离传感器，所述距离传感器沿着所述工作台面的周向设置有多个；

所述机械手电连接多个所述距离传感器，用于根据多个所述距离传感器驱动所述机械手，以调节所述执行机构的位姿。

8.如权利要求7所述的船舶保养作业机器人，其特征在于，所述距离传感器为激光传感器。

9.如权利要求7所述的船舶保养作业机器人，其特征在于，所述距离传感器设置有四个，四个所述距离传感器中的两个分别设置于所述移动平台在第一方向上的两端，另外两个分别设置于所述移动平台在第二方向上的两端，其中，所述第一方向、所述第二方向均平行于所述工作台面，所述第一方向与所述第二方向垂直。

10.如权利要求1-3任意一项所述的船舶保养作业机器人，其特征在于，所述移动平台为AGV小车。