CN109466723A - 一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人 - Google Patents

一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人 Download PDF

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Abstract

一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，包括机身、减速器、行走机构、交流电机、锥形喷砂器、伺服电机、圆盘刷机构、前置相机、上盖、旋转轴、拉力弹簧和槽钢。其优点是：本发明将圆盘刷集成到机器人身上，后置可以固定角度往复摆动的锥形喷砂器。通过将圆盘刷机构集成到磁吸附式机器人前端，使其能够在行走过程中清理船体附着物和表面上一定的锈，为磁吸附式机器人创造更好的工作条件，有利于磁吸附式机器人后端的锥形喷砂器更好的喷砂除锈。后置的固定角度往复摆动的锥形喷砂器可以调节高度使其更好的与钢板接触，锥形喷砂器可以实现大角度往复摆动，从而保证了喷砂除锈的作业面积，进而大大提高了自动化程度和工作效率。

Description

一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人
技术领域
本发明涉及一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，具体地说是一种带有前置圆盘刷机构的磁吸附式摆臂喷砂除锈爬壁机器人。
背景技术
伴随着海洋经济的蓬勃发展，船舶行业越来越受到重视。但由于长时间在海洋中航行，导致各种小型水生物、植物附着于船体表面，例如海藻、海蛎子等。这些附着物和海水都会对船体进行腐蚀，久而久之在船体结构表面形成一层锈蚀层，进而影响船舶的使用寿命。因此船舶表面清理除锈和喷漆保养是一项经常性的工作，这项工作不仅费时费力而且危险系数大。现在的船舶表面清理除锈多数都是人工操作，人工清理附着物和除锈效率比较低而且工作环境恶劣，对人的身体造成很大的影响。
发明内容
针对上述的不足，本发明提供了一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，目的在于提高船舶表面清理和除锈作业的工作效率，提高船舶表面清理和除锈的自动化程度。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，包括机身、减速器、行走机构、交流电机、锥形喷砂器、伺服电机、圆盘刷机构、前置相机、上盖、旋转轴、拉力弹簧和槽钢，所述减速器有两个，分别安装在机身内部左右两侧，所述行走机构有两个，分布于机身左右两侧，所述交流电机有两个，分别安装在机身内部左右两侧，输出轴连接减速器输入轴，所述锥形喷砂器安装在机身后方，所述伺服电机安装在机身中后端，所述圆盘刷机构安装在机身前端，所述前置相机安装在机身前方，所述上盖通过内六角螺钉紧固在机身上方，所述旋转轴与伺服电机输出轴螺纹相连且能上下调整高度并用螺母固定，所述拉力弹簧连接在槽钢上，所述槽钢与旋转轴相连。
前述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人中，所述行走机构包括链条磁铁、链条、链轮、防滑橡胶块、张紧小轮、张紧花篮螺栓和减震弹簧，所述链轮有八个，在每个行走机构中，前面两个链轮为主动链轮，后面两个链轮为从动链轮，所述链条有四条，安装在链轮上，所述链条磁铁有若干，通过螺钉分别固定在链节上，所述防滑橡胶块有若干，每个链条磁铁两侧各安装一个，所述张紧小轮有四个，每条链条内侧安装一个，所述张紧花篮螺栓有两个，每个螺栓一端连接机身，另一端连接两个张紧小轮，所述减震装置有两套，每一套由两组弹簧构成，每个行走机构中各安装一套。
前述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人中，所述锥形喷砂器包括喷砂管、喷嘴、锥形喷砂罩、密封毛刷和喷砂回收管，所述喷砂管由地面高压喷砂设备引出经过槽钢内部的凹槽与喷嘴相连，所述喷嘴与锥形喷砂罩相连，所述锥形喷砂罩与船体钢板接触形成密封空间，所述密封毛刷与钢板紧贴，目的在于保证喷砂过程处于密闭状态，更好的使锥形喷砂罩与钢板接触而且可以缓冲减震，所述喷砂回收管经过槽钢内部的凹槽与地面喷砂回收设备相连，用于回收锥形喷砂罩内的铁锈和铁砂。
前述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人中，所述圆盘刷机构包括电机、T型板和圆盘，所述电机通过四个螺栓连接在T型板上面，所述T型板通过两个螺栓和减震器固定在机身正前方，所述圆盘分别通过T型板上的孔与电机输出轴相连，圆盘表面由钢丝组成。
该发明的有益之处是：与现有技术相比，本发明将圆盘刷集成到机器人身上，后置可以固定角度往复摆动的锥形喷砂器。在磁吸附式机器人的除锈过程中，由于船体表面有很多附着物，大大影响了磁吸附式机器人的工作条件，不利于磁吸附式机器人更好的吸附在船体上，而且船体表面的海洋附着物不利于机器人的除锈作业。通过将圆盘刷机构集成到磁吸附式机器人前端，使其能够在行走过程中清理船体附着物和表面上一定的锈，为磁吸附式机器人创造更好的工作条件，有利于磁吸附式机器人后端的锥形喷砂器更好的喷砂除锈。后置的固定角度往复摆动的锥形喷砂器可以调节高度使其更好的与钢板接触，锥形喷砂器可以实现大角度往复摆动，从而保证了喷砂除锈的作业面积，进而大大提高了自动化程度和工作效率。喷砂管和喷砂回收管经过槽钢底部的凹槽与地面高压喷砂设备相连，能及时回收喷砂过程中产生的铁锈和铁砂并加以利用，使得除锈过程更节约和环保。
附图说明
附图1为本发明的总体结构示意图；
附图2为本发明图1的外部结构及行走机构示意图；
附图3为本发明图1的锥形喷砂器结构示意图；
附图4为本发明图1的圆盘刷机构结构示意图。
图中，1、机身，2、减速器，3、行走机构，301、链条磁铁，302、链条，303、链轮，304、防滑橡胶块，305、张紧小轮，306、张紧花篮螺栓，307、减震装置，4、交流电机，5、锥形喷砂器，501、喷砂管，502、喷嘴，503、锥形喷砂罩，504、密封毛刷，505、喷砂回收管，6、伺服电机，7、圆盘刷机构，701、电机，702、T型板，703、圆盘，8、前置相机，9、上盖，10、旋转轴，11、拉力弹簧，12、槽钢。
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，包括机身1、减速器2、行走机构3、交流电机4、锥形喷砂器5、伺服电机6、圆盘刷机构7、前置相机8、上盖9、旋转轴10、拉力弹簧11和槽钢12，所述减速器2有两个，分别安装在机身1内部左右两侧，所述行走机构3有两个，分布于机身1左侧与右侧，所述交流电机4有两个，分别安装在机身1内部左右两侧，输出轴连接减速器2输入轴，所述锥形喷砂器5安装在机身1后方，所述伺服电机6安装在机身1中后端，所述圆盘刷机构7安装在机身1前端，所述前置相机8安装在机身1前方，所述上盖9通过内六角螺钉紧固在机身1上方，所述旋转轴10与伺服电机6的输出轴螺纹相连且能上下调整高度并用螺母固定，所述拉力弹簧11连接在槽钢12上，所述槽钢12与旋转轴10相连。
请参阅图2，前述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人中，所述行走机构3包括链条磁铁301、链条302、链轮303、防滑橡胶块304、张紧小轮305、张紧花篮螺栓306和减震装置307，所述链轮303有八个，在每个行走机构3中，前面两个链轮303为主动链轮303，后面连个链轮303为从动链轮303，所述链条302有四条，安装在链轮303上，所述链条磁铁301有若干，通过螺钉分别固定在链节上，所述防滑橡胶块304有若干，每个链条磁铁301两侧各安装一个，所述张紧小轮305有四个，每条链条302内侧安装一个，所述张紧花篮螺栓306有两个，每个螺栓一端连接机身1，另一端连接两个张紧小轮305，所述减震装置307有两套，每一套由两组弹簧构成，每个行走机构3中各安装一套。
请参阅图3，前述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人中，所述锥形喷砂器5包括喷砂管501、喷嘴502、锥形喷砂罩503、密封毛刷504和喷砂回收管505，所述喷砂管501由地面高压喷砂设备引出经过槽钢12内部的凹槽与喷嘴502相连，所述喷嘴502与锥形喷砂罩503相连，所述锥形喷砂罩503与船体钢板接触形成密封空间，所述密封毛刷504与钢板紧贴，目的在于保证喷砂过程处于密闭状态，更好的使锥形喷砂罩503与钢板接触而且可以缓冲减震，所述喷砂回收管505经过槽钢12内部的凹槽与地面喷砂回收设备相连，用于回收锥形喷砂罩503内的铁锈和铁砂。
请参阅图4，前述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人中，所述圆盘刷机构7包括电机701、T型板702、圆盘703，所述电机701通过四个螺栓固定在T型板上方，所述T型板通过两个螺栓和减震器固定在机身正前方，所述圆盘703通过T型板702上的孔与电机701上的输出轴相连。
工作原理：当机器人进行船舶表面清理除锈工作时，机器人通过行走机构3紧紧地吸附在船体表面。启动交流电机4，动力从电机4经过减速器2的降速增矩传递到链轮303和链条302，使得机器人前进。机器人前置的圆盘刷机构7中的圆盘703通过T型板702的孔与电机701的输出轴相连接，启动电机701后圆盘703开始旋转，圆盘703上的钢丝与船体表面接触，此时电机4继续工作从而推动机器人向前推进，则位于机器人前方的船体附着物和部分铁锈都被去除。圆盘刷机构7上有减震器与机身1相连从而使得圆盘703更平稳的与船体表面接触。
启动伺服电机6，锥形喷砂器5按照固定角度往复摆动，与地面高压喷砂设备相连的喷砂管501通过喷嘴502开始在锥形喷砂罩503内部的密封空间中喷砂除锈，同时锥形喷砂罩503内部的铁锈和铁砂经过喷砂回收管505输送到地面上的分离装置进行回收分离再利用，从而更加节约和环保。
旋转轴10与伺服电机6输出轴螺纹连接且能调节高度，并用螺母固定，从而可以调节锥形喷砂器5与船体表面的距离，拉力弹簧11可以保证锥形喷砂器5与船体表面更加平稳的接触，密封毛刷504使锥形喷砂罩503与钢板之间形成密封空间，同时具有缓冲减震的作用。
前置相机8可以实时监控机器人前端的路况和工作情况，机器人中的两个交流电机4分别进行正转和不转，机器人可以实现转弯，在此过程中机器人前端中的圆盘刷机构7负责清理船舶表面的附着物和一定的铁锈，而机器人后端的固定角度摆动的锥形喷砂器5实现喷砂除锈，如此往复运动可将船体铁锈清理干净，从而提高了自动化程度和工作效率。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，包括机身(1)、减速器(2)、行走机构(3)、交流电机(4)、锥形喷砂器(5)、伺服电机(6)、圆盘刷机构(7)、前置相机(8)、上盖(9)、旋转轴(10)、拉力弹簧(11)和槽钢(12)，其特征在于：所述减速器(2)、交流电机(4)均安装在所述机身(1)内部，并且所述交流电机(4)输出轴连接减速器(2)输入轴，所述行走机构(3)设置在所述机身(1)的外部，所述锥形喷砂器(5)安装在机身(1)后方，所述伺服电机(6)安装在机身(1)中后端，所述圆盘刷机构(7)安装在机身(1)前端，所述前置相机(8)安装在机身(1)前方，所述上盖(9)可活动地连接在所述机身(1)上方，所述旋转轴(10)与伺服电机(6)输出轴可活动连接，所述拉力弹簧(11)连接在槽钢(12)上，所述槽钢(12)与旋转轴(10)相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，其特征在于：所述行走机构(3)包括链条磁铁(301)、链条(302)、链轮(303)、防滑橡胶块(304)、张紧小轮(305)、张紧花篮螺栓(306)和减震装置(307)，所述链轮(303)有八个，每个行走机构(3)中，前面两个链轮(303)为主动链轮(303)，后面连个链轮(303)为从动链轮(303)，所述链条(302)有四条，安装在链轮(303)上，所述链条磁铁(301)有若干，通过螺钉分别固定在链节上，所述防滑橡胶块(304)有若干，每个链条磁铁(301)两侧各安装一个，所述张紧小轮(305)有四个，每条链条(302)内侧安装一个，所述张紧花篮螺栓(306)有两个，每个螺栓一端连接机身(1)，另一端连接两个张紧小轮(305)，所述减震装置(307)有两套，每一套由两组弹簧构成，每个行走机构(3)中各安装一套。
3.根据权利要求1所述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，其特征在于：所述锥形喷砂器(5)包括喷砂管(501)、喷嘴(502)、锥形喷砂罩(503)、密封毛刷(504)和喷砂回收管(505)，所述喷砂管(501)由地面高压喷砂设备引出经过槽钢(12)内部的凹槽与喷嘴(502)相连，所述喷嘴(502)与锥形喷砂罩(503)相连，所述锥形喷砂罩(503)与船体钢板接触形成密封空间，所述密封毛刷(504)与钢板紧贴，确保喷砂过程处于密闭状态，更好的使锥形喷砂罩(503)与钢板接触而且可以缓冲减震，所述喷砂回收管(505)经过槽钢(12)内部的凹槽与地面喷砂回收设备相连，用于回收锥形喷砂罩(503)内的铁锈和铁砂。
4.根据权利要求1所述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，其特征在于：所述圆盘刷机构(7)包括电机(701)、T型板(702)和圆盘(703)，所述电机(701)通过四个螺栓固定在T型板(702)上方，所述T型板(702)通过两个螺栓和减震器固定在机身(1)正前方，所述圆盘(703)通过T型板(702)上的孔与电机(701)上的输出轴相连。
5.根据权利要求1所述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，其特征在于：所述减速器(2)、交流电机(4)有两组，分别设置在所述机身(1)内部的左右两侧；所述行走机构(3)有两个，分布于机身(1)外部的左右两侧。
6.根据权利要求5所述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，其特征在于：所述机身与上盖(9)通过内六角螺钉连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于船舶表面清理除锈的爬壁机器人，其特征在于：所述旋转轴(10)与伺服电机(6)输出轴通过螺纹连接，并且能够上下调整高度，调整后的高度采用螺母固定。
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