CN220701219U - 一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及船舶制造技术领域，公开了一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，包括远程系统、控制系统、爬壁特种作业平台设备、接口和工具模块，远程系统和控制系统连接，控制系统内部设有微处理器，控制系统和爬壁特种作业平台设备连接，爬壁特种作业平台设备通过接口和工具模块连接。本实用新型作为曲面自适应能力的爬壁作业平台，关节自由度较多，适合小曲率多曲面的表面作业，具有灵活的运动控制能力，可实现可编程的路径控制；模块化设计爬壁特种作业平台，可选择安装旋转臂、移动臂、关节机器人臂等多种模块，集成多种控制功能，可选多种工艺包适合多种应用场景。

Description

一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台

技术领域

本实用新型涉及船舶制造技术领域，尤其涉及一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台。

背景技术

船舶制造领域和储罐制造领域，在进行模块化组装时会有许多焊缝，这些焊缝需要对接缝区域进行表面处理，清除表面的锈迹、焊渣并且对该区域进行强化，然后进行喷漆处理；在船舶维护领域和储罐维护领域中，需要把表面的锈迹和老化的漆面打磨掉，然后进行重新喷漆。大型船舶和罐体侧壁的垂直高度达10-30米，有的甚至更高。传统的处理方式是首先搭设脚手架，然后用人工的方式手持打磨工具进行手工打磨。由于手持打磨的不均匀性，往往导致后续涂装表面质量较差，人工打磨的效率低成本高。所以实际喷丸处理是更具吸引力的一种处理方式，因为喷丸处理可以得到更加均匀的表面质量。

和喷丸类似，船体和罐体上下左右方向或船底和罐体水平方向的焊接、表面的涂装等工序目前仍然以人工作业为主。然而这些工作的强度、危险性、效率、作业质量都有待解决与提升，并且现有技术还具备以下缺陷：

1、目前市面上爬壁机器人对曲面适应能力较弱，只能适合在大型船舶制造领域和大型罐体加工维护领域中使用，对小型船只和直径较小的罐体发生磁力不足导致不适用的情况；

2、很多爬壁设备只针对一个特定的领域提供具体的一种作业功能，当作业场景变化后，原先的设备就不再支持新的作业需求。

对此，本申请提出一种可以在船舶和罐体等大型构件的侧面进行垂直或水平移动，在底部进行倒挂式移动，在移动的同时可以安装不同的作业系统，以实现不同的作业需求的可替代人工作业的具有曲面自适应能力的爬壁作业平台。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，以解决上述背景技术中所提出的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，包括远程系统、控制系统、爬壁特种作业平台设备、接口和工具模块，远程系统和控制系统连接，控制系统内部设有微处理器，控制系统和爬壁特种作业平台设备连接，爬壁特种作业平台设备通过接口和工具模块连接。

优选地，远程系统包括云服务系统和无线通信系统。

优选地，爬壁特种作业平台设备包括左驱动模块、右驱动模块、随动底盘模块、机械连接模块和控制箱模块，左驱动模块和右驱动模块分别位于机械连接模块的左右两端，机械连接模块的底部设有随动底盘模块，随动底盘模块上设有控制箱模块。

优选地，左驱动模块、右驱动模块和随动底盘模块上均设有磁吸附模组。

优选地，接口位于控制箱模块上，所述接口为可扩展接口，可扩展接口包括快速插拔口、液路连接口、气路连接插口，可扩展接口分别和左驱动模块、右驱动模块和工具模块连接。

优选地，工具模块包括喷丸工具、焊接系统、喷漆系统、探伤工具和清洁工具的一种或多种。

优选地，喷丸工具包括摆臂模块、喷丸枪夹持模块和可回收喷丸枪，摆臂模块和可回收喷丸枪之间通过喷丸枪夹持模块连接，摆臂模块和机械连接模块连接。

优选地，喷丸工具通过设置在爬壁特种作业平台设备上的机械连接模块进行接口连接。

和现有技术技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、作为曲面自适应能力的爬壁作业平台，关节自由度较多，适合小曲率多曲面的表面作业，具有灵活的运动控制能力，可实现可编程的路径控制；

2、模块化设计爬壁特种作业平台，可选择安装旋转臂、移动臂、关节机器人臂等多种模块，集成多种控制功能，可选多种工艺包适合多种应用场景。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台的爬壁特种作业平台设备和喷丸工具连接结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台的喷丸工具结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台的系统框架图；

说明书附图中的附图标记包括：01、远程系统；001、云服务系统；002、无线通信系统；1、控制系统；2、爬壁特种作业平台设备；21、左驱动模块；22、右驱动模块；23、随动底盘模块；24、机械连接模块；25、控制箱模块；3、接口；4、工具模块；41、喷丸工具；42、焊接系统；43、喷漆系统；44、探伤工具；45、清洁工具；411、摆臂模块；412、喷丸枪夹持模块；413、可回收喷丸枪。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

如图1-4所示的，

一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，包括远程系统01、控制系统1、爬壁特种作业平台设备2、接口3和工具模块4，远程系统01包括云服务系统001和无线通信系统002，远程系统01和控制系统1连接，控制系统1内部设有微处理器，控制系统1和爬壁特种作业平台设备2连接，爬壁特种作业平台设备2通过接口3和工具模块4连接，接口3是电路、气路、液路连接方式的总称，实现爬壁特种作业平台设备2与工具模块4的连接，其中电路含有线与无线两种可能，其中，在特定场景下，可以将控制系统1设置在爬壁特种作业平台设备2内部。

在本实施例中，控制系统1是设备终端总体控制中心，控制系统1和爬壁特种作业平台设备2连接，这种连接主要是指电路、气路、液路的连接，不同的应用场景下，连接的数量及方式会有所不同，控制系统1还可以通过有线或无线的方式与爬壁特种作业平台进行信号的交互，以实现控制和数据的反馈，控制系统1内部的微处理器，可用于各类控制计算需要，且控制系统1具备互联网、物联网连接能力，具备在线自动升级能力，控制系统1，具备数据存储能力，可以将状态数据进行存储，在有必要的时候通过网络传输至云端服务系统，控制系统1实时与无线通信系统002进行数据交互。

此外，云端服务系统是架设在互联网云端的服务，云端服务系统可以是一台服务器，也可以是服务器集群，云端服务系统可以为控制系统1提供软件升级服务，状态诊断服务，控制算法计算服务，数据存储服务，针对不同工具的专家参数库服务和更新，当控制系统1有需要时，云端服务系统保留了提供更多的增值服务的接口3和能力，无线通信系统00202是基于2.4GHZ通信频段开发的遥控器，无线通信系统002可以为控制系统11提供参数设置和运动控制指令。

对于系统的使用人员，也可以通过访问云端服务系统或者无线通信系统002，获取爬壁特种作业系统平台以及工具模块4中不同工具系统的状态，以及通过云端服务系统01或者无线通信系统00202对设备进行远程操控，系统的使用人员可以但不限于通过手机、平板、PC等互联网设备访问云端服务系统，系统的使用人员可以通过特制的遥控器连接无线通信系统002。

参考图1，爬壁特种作业平台设备2包括左驱动模块21、右驱动模块22、随动底盘模块23、机械连接模块24和控制箱模块25，左驱动模块21和右驱动模块22分别位于机械连接模块24的左右两端，机械连接模块24的底部设有随动底盘模块23，随动底盘模块23上设有控制箱模块25。

参考图1，左驱动模块21、右驱动模块22和随动底盘模块23上均设有磁吸附模组，磁吸附模组可以提供吸附和承载能力。

参考图1和图4，接口3位于控制箱模块25上，接口3为可扩展接口3，可扩展接口3包括快速插拔口、液路连接口3、气路连接插口，可扩展接口3分别和左驱动模块21、右驱动模块22和工具模块4连接。

在本实施例中，左驱动模块21和右驱动模块22可以独立运行也可以联合运行，当左驱动模块21和右驱动模块22速度一样时，爬壁特种作业平台可实现直线运行，当左驱动模块21和右驱动模块22速度不一样或者速度相反时，可以实现爬壁作业平台的转向，在控制系统1的控制下，可以实现路径编程，控制系统1可实现左驱动模块21和右驱动模块22联合控制，并实现爬壁特种作业平台按需要的路径进行移动，在不同的工具模块4与爬壁特种作业平台设备2对接口3，可控的路径编程对于作业工艺参数及其重要，此外，机械连接模块24，本模块与左驱动模块21、右驱动模块22和随动底盘模块23通过旋转关节进行连接，旋转关节可以使左驱动模块21、右驱动模块22和随动底盘模块23进行正负10°的姿态调节，以便于磁阻可以和工作曲面进一步贴合，并在磁力回路的作用下提供强大吸力。

参考图4，工具模块4包括喷丸工具41、焊接系统42、喷漆系统43、探伤工具44和清洁工具45的一种或多种。

参考图2-3，喷丸工具41包括摆臂模块411、喷丸枪夹持模块412和可回收喷丸枪413，摆臂模块411和可回收喷丸枪413之间通过喷丸枪夹持模块412连接，摆臂模块411和机械连接模块24连接。

参考图2，喷丸工具41通过设置在爬壁特种作业平台设备2上的机械连接模块24进行接口3连接

在本实施例中，摆臂模块411可进行正负40°的摆动，在摆动机构的带动下，工具模块4可以进行摆动，有效的摆动可以使喷丸处理的宽度有效提升，摆动位置和速度通过控制系统1进行控制，本模块与左驱动模块21和右驱动模块22进行联动控制可做工具末端的路径规划，本模块既可以在爬壁特种作业平台前面摆动，也可以在爬壁特种作业平台后面摆动，适应多种工具模块4的工艺要求。

此外，喷丸工具41只是工具模块4中的一种工具的示列，并不代表所有的工具可能，喷丸枪夹持模块412具有弹性伸缩结构，通过机械尺寸控制具备一定的轴向偏转功能，可使可回收喷丸枪413的刷毛和工作曲面进行更好的贴合，有效防止喷丸材料的飞出，最大程度保证喷丸的回收效果。

本申请的设备作为曲面自适应能力的爬壁作业平台，关节自由度较多，适合小曲率多曲面的表面作业，具有灵活的运动控制能力，可实现可编程的路径控制，同时，模块化设计爬壁特种作业平台，可选择安装旋转臂、移动臂、关节机器人臂等多种模块，集成多种控制功能，可选多种工艺包适合多种应用场景。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，其特征在于：包括远程系统(01)、控制系统(1)、爬壁特种作业平台设备(2)、接口(3)和工具模块(4)，所述远程系统(01)和控制系统(1)连接，所述控制系统(1)内部设有微处理器，所述控制系统(1)和爬壁特种作业平台设备(2)连接，所述爬壁特种作业平台设备(2)通过接口(3)和工具模块(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，其特征在于：所述远程系统(01)包括云服务系统(001)和无线通信系统(002)。

3.根据权利要求1所述的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，其特征在于：所述爬壁特种作业平台设备(2)包括左驱动模块(21)、右驱动模块(22)、随动底盘模块(23)、机械连接模块(24)和控制箱模块(25)，所述左驱动模块(21)和右驱动模块(22)分别位于机械连接模块(24)的左右两端，所述机械连接模块(24)的底部设有随动底盘模块(23)，所述随动底盘模块(23)上设有控制箱模块(25)。

4.根据权利要求3所述的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，其特征在于：所述左驱动模块(21)、右驱动模块(22)和随动底盘模块(23)上均设有磁吸附模组。

5.根据权利要求1所述的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，其特征在于：所述接口(3)位于控制箱模块(25)上，所述接口(3)为可扩展接口(3)，所述可扩展接口(3)包括快速插拔口、液路连接口(3)、气路连接插口，所述可扩展接口(3)分别和左驱动模块(21)、右驱动模块(22)和工具模块(4)连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，其特征在于：所述工具模块(4)包括喷丸工具(41)、焊接系统(42)、喷漆系统(43)、探伤工具(44)和清洁工具(45)的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，其特征在于：所述喷丸工具(41)包括摆臂模块(411)、喷丸枪夹持模块(412)和可回收喷丸枪(413)，所述摆臂模块(411)和可回收喷丸枪(413)之间通过喷丸枪夹持模块(412)连接，所述摆臂模块(411)和机械连接模块(24)连接。

8.根据权利要求7所述的一种具有曲面自适应能力的爬壁作业平台，其特征在于：所述喷丸工具(41)通过设置在爬壁特种作业平台设备(2)上的机械连接模块(24)进行接口(3)连接。