CN111516771A - 一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备 - Google Patents

Abstract

一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，包括摆臂式磁力爬壁机器人、吸盘式磁力爬壁机器人和机器人辅助转运车架，通过对摆臂式磁力爬壁机器人和吸盘式磁力爬壁机器人的从动轮模块进行改进，使从动轮模块具有互换性并且使用方便。通过对摆臂式磁力爬壁机器人的传感器安装方式进行改进，使传感器位置的调整更为便捷。通过对机器人辅助转运车架的结构进行改进，使辅助转运车架对设备的安全保护和转运都更为可靠，解决了现有的磁力爬壁装备存在的多种问题，满足生产需要。

Description

一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备

技术领域

本发明涉及磁力爬壁船舶清洗领域，尤其涉及一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备。

背景技术

在船舶清洗作业中，由于人员和常规设备难以到达船舶的侧面等位置，因此多采用磁力爬壁装备，即能够沿着船舶的侧面攀爬行走的磁力爬壁机器人。现有的磁力爬壁装备通常包括摆臂式磁力爬壁机器人、吸盘式磁力爬壁机器人和机器人辅助转运车架，两种磁力爬壁机器人均通过内置磁铁产生的磁吸附力使机器人能够吸附在船舶的侧面，再通过机器人自身的车轮进行运动，摆臂式机器人通过能够摇摆的摆杆与清洗管路相连接，在机器人行走并且清洗管路往复摆动的过程中进行清洗作业，吸盘式机器人则通过抽吸式清洗盘直接对其行走的位置进行抽吸清洗，两种机器人不同的清洗方式分别适用于船舶不同位置和弧度的侧面，通过两种机器人的共同作业就能够对船舶的侧面进行大覆盖面积的有效清洗，而机器人辅助转运车架除了用于运送两种机器人之外，还用于运送需要与机器人配合使用的电控柜和卷扬机构的辅助设备。

现有的磁力爬壁装备存在多种不足，造成使用不便。首先，两种机器人均是通过主动轮模块和从动轮模块配合行走，而现有采用的两种机器人只有主动轮模块具有互换性，而各自的从动轮模块并不通用，不仅使机器人总体的制造难度和制造成本提升，也导致对从动轮模块的维修和更换较为不便，需要在生产现场为两种机器人分别准备不同的从动轮模块预备件，工艺适应性差。

并且，现有的从动轮模块的结构为将从动轮磁铁安装于从动轮的车轮内部，而从动轮的车轮两侧均进行封闭并在车轮外侧套装有橡胶轮带。从动轮磁铁内置的结构导致从动轮磁铁的更换和除锈都较为困难，并且使人员难以对从动轮磁铁的磁隙进行调整，而橡胶轮带的安装难度较大，并且易磨损使用寿命较低。

摆臂式磁力爬壁机器人需要对摆杆的摆动范围进行控制，现有技术中是在摆杆的一侧安装两个传感器，摆杆只能在两个传感器之间往复摆动，通过调整两个传感器之间的距离来限制摆杆的摆动范围。现有的结构为通过多个小螺钉将两个传感器分别安装在一个T形板上，调整传感器位置时需要将所有小螺钉全部拆卸，并在移动传感器之后将小螺钉再次拧上，操作非常麻烦不便，并且在生产现场容易丢失小螺钉和螺母，影响生产效率。

此外，现有的机器人辅助转运车架为缺少围挡的开放式框架结构，而船舶清洗作业的生产现场通常为港口码头等户外场地，并且台风下雨频繁，开放式结构导致车架上放置的机器人、电控柜和卷扬机构等设备辅件缺少保护遮挡，容易腐蚀损坏。现有车架的底部采用后端安装两个充气固定轮，前端通过销轴和转向拉杆配合安装两个充气轮实现转向，结构复杂，移动和转向均较为困难，并且充气轮容易被生产现场的尖锐物损坏，损坏后更换困难。现有车架上在安装电控柜时，采用的是将电控柜吊装在车架顶部横梁上的结构，在车架的运动过程中会造成电控柜产生额外的颠簸震动，对电控柜的箱体和内部元器件损害较大，难以对电控柜进行长时间安全运送。

发明内容

为解决上述现有的磁力爬壁装备多种不足，造成使用不便的问题，本发明提供了一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，包括摆臂式磁力爬壁机器人、吸盘式磁力爬壁机器人和机器人辅助转运车架，所述摆臂式磁力爬壁机器人包括一个车体框架，车体框架的两侧对称安装有两个主动轮模块，车体框架的底部安装有从动轮模块，车体框架的顶侧安装有摆杆模块，车体框架上还安装有电控盒；

所述主动轮模块包括一个与车体框架连接的壳体，壳体内安装有主动轮、用于带动主动轮转动的动力传动组件、以及用于和主动轮所行驶的工作面之间产生磁吸附力的主动轮磁铁；

所述从动轮模块包括一块与车体框架底部连接的安装板，安装板远离车体框架的一侧连接有两个万向从动轮，两个万向从动轮之间设有用于和万向从动轮所行驶的工作面之间产生磁吸附力的从动轮磁铁，从动轮磁铁上穿设有多个磁隙调整螺栓，安装板远离车体框架的一侧连接有磁铁支撑座，多个磁隙调整螺栓均连接在磁铁支撑座上，以便于调整从动轮磁铁的磁隙；

所述摆杆模块包括一根转轴、用于带动转轴旋转的电机、与转轴连接的摆动杆、以及用于监控摆动杆旋转角度的传感器组件，传感器组件包括两个传感器、两块过渡板和一块T形板，两个传感器分别通过多个连接螺栓安装在各自的一块过渡板上，两块过渡板上分别穿设有各自的滚花螺栓，T形板的一侧套设于转轴上并相对于车体框架固定设置，T形板远离转轴的一侧开设有滑槽，两块过渡板均放置于T形板上且所有连接螺栓和滚花螺栓均穿设在各自的滑槽内，以便于调整两个传感器之间的距离，通过将滚花螺栓上的螺母拧紧以限制过渡板和T形板之间的位移；

所述吸盘式磁力爬壁机器人包括一个车体框架，车体框架的两侧对称安装有两个与摆臂式磁力爬壁机器人的主动轮模块具有相同结构的主动轮模块，车体框架的底部安装有与摆臂式磁力爬壁机器人的从动轮模块具有相同结构的从动轮模块，车体框架的底部还安装有抽吸式清洗盘，车体框架上还安装有电控盒；

所述机器人辅助转运车架包括转运车框架体，转运车框架体上设有机器人转运箱，机器人转运箱为多块不锈钢板与转运车框架体的棱柱配合焊接而成的矩形箱体结构，机器人转运箱的一侧为双开门板，机器人转运箱内部放置有电控柜，机器人转运箱内部焊接有多根电控柜安装立柱，电控柜的背面与电控柜安装立柱的表面贴合固定；转运车框架体底部安装有底板，底板下表面的四角共安装有四个车轮，其中位于转运车框架体一侧的两个车轮为固定脚轮，位于转运车框架体另一侧的两个车轮为万向带挡块脚轮；底板上放置有卷扬机构，卷扬机构位于机器人转运箱下方，机器人转运箱的底侧边沿上设有多个挂钩，多个挂钩上配合挂有帆布，通过帆布对卷扬机构沿转运车框架体的一周进行围挡。

优选的，通过磁隙调整螺栓的头部与磁隙调整螺栓上拧设的螺母配合限制从动轮磁铁与磁铁支撑座分离。

优选的，所述转轴的轴线与主动轮的轴线垂直，摆动杆的轴线与主动轮的轴线平行。

优选的，所述传感器的四角分别穿设有连接螺栓，过渡板上穿设有两个滚花螺栓，两个滚花螺栓关于传感器对称设置。

优选的，所述摆臂式磁力爬壁机器人的车体框架上设有用于捆绑安全绳的防护围栏，防护围栏为弯曲管状结构，防护围栏的弯曲凸出部位于摆动杆远离车体框架的一侧。

优选的，所述吸盘式磁力爬壁机器人的车体框架上设有用于捆绑安全绳的挡杆，所述抽吸式清洗盘上连接有抽吸管和高压水管。

优选的，所述转运车框架体顶端的四角分别安装有吊耳。

优选的，所述转运车框架体为采用槽钢和角钢焊接而成的框架结构

优选的，所述底板上放置有两个卷扬机构，其中一个卷扬机构的缆绳与摆臂式磁力爬壁机器人相连接，另一个卷扬机构的缆绳与吸盘式磁力爬壁机器人相连接。

根据上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中在两种磁力爬壁机器人上采用了相同结构的从动轮模块，保证了两种从动轮模块具有互换性，降低了机器人总体的制造难度和制造成本，在生产现场也只需准备一种从动轮模块预备件作为供维修和更换使用的储备，因此对从动轮模块的维修和更换都更为方便，提升了磁力爬壁装备整体的工艺适应性。

2、本发明的从动轮模块采用了两个万向从动轮，并将从动轮磁铁安装在两个万向从动轮之间，使从动轮磁铁外露安装，改变了原有的从动轮磁铁位于从动轮内部的结构，因此从动轮磁铁的更换和除锈都更为简便，也使人员能够在不拆卸从动轮模块的情况下直接触碰调整从动轮磁铁，就能通过磁隙调整螺栓对从动轮磁铁的磁隙进行调整；并且万向从动轮的安装难度比现有采用的橡胶轮带更低，万向从动轮也更为耐磨，使用寿命比橡胶轮带更长。

3、本发明中通过连接螺栓将传感器安装于过渡板，再通过滚花螺栓将过渡板安装于T形板上，并在T形板上开设了滑槽，在需要调整两个传感器的位置时，只需要将滚花螺栓拧松就可以使传感器随着过渡板沿滑槽移动。与现有技术中需要拆卸多个小螺钉相比，由于不再需要将小螺钉从传感器上完全拆卸，就能避免螺钉和螺母的丢失，并且移动一个传感器时需要拧动的滚花螺栓数量必然小于原有需要拆卸的小螺钉数量，滚花螺栓自身由于头部带有滚花的结构，也比通常的小螺钉更容易进行拧动，从而大幅简化了移动传感器时的操作过程，提升生产效率。

4、本发明的机器人辅助转运车架在转运车框架体的结构上通过设置机器人转运箱和帆布，使转运车框架体由现有的开放式结构变为了封闭结构，能够保证车架上放置的机器人、电控柜和卷扬机构等设备辅件具有保护遮挡，避免设备腐蚀损坏，并且机器人转运箱的双开门结构和帆布通过挂钩安装的结构都非常容易开启，方便设备在辅助转运车架上的存取。本发明中通过两个固定脚轮和两个万向带挡块脚轮配合实现辅助转运车架的移动和转向，与现有车架所采用的充气固定轮配合销轴和转向拉杆相比，不仅简化了车轮的安装结构，也使车架的移动和转向更为简便轻盈，并且避免了原有的充气轮容易损坏、更换困难的弊端。本发明中将电控柜由吊装在横梁上改为了直接放置在机器人转运箱内，并使电控柜的背面与电控柜安装立柱的表面贴合固定，保证了电控柜与辅助转运车架之间的相对固定安装，在车架的运动过程中也不会使电控柜产生额外的颠簸震动，避免了原有吊装形式容易损害电控柜的箱体和内部元器件的弊端，更加适于对电控柜进行长时间安全运送，满足生产需要。

附图说明

图1为摆臂式磁力爬壁机器人的结构示意图；

图2为摆臂式磁力爬壁机器人的***结构图；

图3为从动轮模块的结构示意图；

图4为从动轮模块的另一结构示意图；

图5为摆杆模块的结构示意图；

图6为传感器组件的结构示意图；

图7为吸盘式磁力爬壁机器人的结构示意图；

图8为吸盘式磁力爬壁机器人的***结构图；

图9为机器人辅助转运车架的结构示意图，图中未示出帆布；

图10为机器人辅助转运车架开门后的结构示意图，图中未示出帆布；

图11为机器人辅助转运车架开门后的结构示意图，图中未示出电控柜；

图12为机器人辅助转运车架的侧视示意图，图中未示出帆布；

图13为图12沿A-A的剖视示意图。

图中标记：1、车体框架，2、电控盒，3、壳体，4、主动轮，5、安装板，6、万向从动轮，7、从动轮磁铁，8、磁隙调整螺栓，9、磁铁支撑座，10、转轴，11、电机，12、摆动杆，13、传感器，14、过渡板，15、连接螺栓，16、滚花螺栓，17、T形板，18、滑槽，19、防护围栏，20、抽吸式清洗盘，21、挡杆，22、抽吸管，23、高压水管，24、转运车框架体，25、机器人转运箱，26、双开门板，27、电控柜安装立柱，28、底板，29、固定脚轮，30、万向带挡块脚轮，31、卷扬机构，32、挂钩，33、帆布，34、吊耳。

具体实施方式

参见附图，具体实施方式如下：

一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，包括摆臂式磁力爬壁机器人、吸盘式磁力爬壁机器人和机器人辅助转运车架，所述摆臂式磁力爬壁机器人包括一个车体框架1，车体框架1的两侧对称安装有两个主动轮模块，车体框架1的底部安装有从动轮模块，车体框架1的顶侧安装有摆杆模块，车体框架1上还安装有电控盒2。

如图1、2、7、8所示，主动轮模块包括一个与车体框架1连接的壳体3，壳体3内安装有主动轮4、用于带动主动轮4转动的动力传动组件、以及用于和主动轮4所行驶的工作面之间产生磁吸附力的主动轮磁铁。

如图1、2、3、4所示，从动轮模块包括一块与车体框架1底部连接的安装板5，安装板5远离车体框架1的一侧连接有两个万向从动轮6，两个万向从动轮6之间设有用于和万向从动轮6所行驶的工作面之间产生磁吸附力的从动轮磁铁7，从动轮磁铁7上穿设有多个磁隙调整螺栓8，安装板5远离车体框架1的一侧连接有磁铁支撑座9，多个磁隙调整螺栓8均连接在磁铁支撑座9上，以便于调整从动轮磁铁7的磁隙，通过磁隙调整螺栓8的头部与磁隙调整螺栓8上拧设的螺母配合限制从动轮磁铁7与磁铁支撑座9分离。

如图1、2、5、6所示，摆杆模块包括一根转轴10、用于带动转轴10旋转的电机11、与转轴10连接的摆动杆12、以及用于监控摆动杆12旋转角度的传感器组件，转轴10的轴线与主动轮4的轴线垂直，摆动杆12的轴线与主动轮4的轴线平行。传感器组件包括两个传感器13、两块过渡板14和一块T形板17，两个传感器13分别通过多个连接螺栓15安装在各自的一块过渡板14上，两块过渡板14上分别穿设有各自的滚花螺栓16，本实施例中，传感器13的四角分别穿设有连接螺栓15，过渡板14上穿设有两个滚花螺栓16，两个滚花螺栓16关于传感器13对称设置。T形板17的一侧套设于转轴10上并相对于车体框架1固定设置，T形板17远离转轴10的一侧开设有滑槽18，两块过渡板14均放置于T形板17上且所有连接螺栓15和滚花螺栓16均穿设在各自的滑槽18内，以便于调整两个传感器13之间的距离，通过将滚花螺栓16上的螺母拧紧以限制过渡板14和T形板17之间的位移。

如图7、8所示，吸盘式磁力爬壁机器人包括一个车体框架1，车体框架1的两侧对称安装有两个与摆臂式磁力爬壁机器人的主动轮模块具有相同结构的主动轮模块，车体框架1的底部安装有与摆臂式磁力爬壁机器人的从动轮模块具有相同结构的从动轮模块，车体框架1的底部还安装有抽吸式清洗盘20，车体框架1上还安装有电控盒2。

如图9-13所示，机器人辅助转运车架包括转运车框架体24，转运车框架体24为采用槽钢和角钢焊接而成的框架结构，转运车框架体24顶端的四角分别安装有吊耳34。转运车框架体24上设有机器人转运箱25，机器人转运箱25为多块不锈钢板与转运车框架体24的棱柱配合焊接而成的矩形箱体结构，机器人转运箱25的一侧为双开门板26，机器人转运箱25内部放置有电控柜，机器人转运箱25内部焊接有多根电控柜安装立柱27，电控柜的背面与电控柜安装立柱27的表面贴合固定；转运车框架体24底部安装有底板28，底板28下表面的四角共安装有四个车轮，其中位于转运车框架体24一侧的两个车轮为固定脚轮29，位于转运车框架体24另一侧的两个车轮为万向带挡块脚轮30；底板28上放置有两个卷扬机构31，其中一个卷扬机构31的缆绳与摆臂式磁力爬壁机器人相连接，另一个卷扬机构31的缆绳与吸盘式磁力爬壁机器人相连接，卷扬机构31位于机器人转运箱25下方，机器人转运箱25的底侧边沿上设有多个挂钩32，多个挂钩32上配合挂有帆布33，通过帆布33对卷扬机构31沿转运车框架体24的一周进行围挡。

本实施例中，摆臂式磁力爬壁机器人的车体框架1上设有用于捆绑安全绳的防护围栏19，防护围栏19为弯曲管状结构，防护围栏19的弯曲凸出部位于摆动杆12远离车体框架1的一侧。现有设备在使用过程中，因安全绳位置较低，在机器人转弯后退时，安全绳常常被轮子压住或挂住，需要工人成高空车去调整。本实施例在机器人远离车体框架1一侧的上方增加了防护围栏19后，将安全绳的安装点放在最高处，解决了安全绳和轮子干涉的问题。本实施例中，吸盘式磁力爬壁机器人的车体框架1上设有用于捆绑安全绳的挡杆21，抽吸式清洗盘20上连接有抽吸管22和高压水管23。

Claims (9)

1.一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，其特征在于：包括摆臂式磁力爬壁机器人、吸盘式磁力爬壁机器人和机器人辅助转运车架，所述摆臂式磁力爬壁机器人包括一个车体框架（1），车体框架（1）的两侧对称安装有两个主动轮模块，车体框架（1）的底部安装有从动轮模块，车体框架（1）的顶侧安装有摆杆模块，车体框架（1）上还安装有电控盒（2）；

所述主动轮模块包括一个与车体框架（1）连接的壳体（3），壳体（3）内安装有主动轮（4）、用于带动主动轮（4）转动的动力传动组件、以及用于和主动轮（4）所行驶的工作面之间产生磁吸附力的主动轮磁铁；

所述从动轮模块包括一块与车体框架（1）底部连接的安装板（5），安装板（5）远离车体框架（1）的一侧连接有两个万向从动轮（6），两个万向从动轮（6）之间设有用于和万向从动轮（6）所行驶的工作面之间产生磁吸附力的从动轮磁铁（7），从动轮磁铁（7）上穿设有多个磁隙调整螺栓（8），安装板（5）远离车体框架（1）的一侧连接有磁铁支撑座（9），多个磁隙调整螺栓（8）均连接在磁铁支撑座（9）上，以便于调整从动轮磁铁（7）的磁隙；

所述摆杆模块包括一根转轴（10）、用于带动转轴（10）旋转的电机（11）、与转轴（10）连接的摆动杆（12）、以及用于监控摆动杆（12）旋转角度的传感器组件，传感器组件包括两个传感器（13）、两块过渡板（14）和一块T形板（17），两个传感器（13）分别通过多个连接螺栓（15）安装在各自的一块过渡板（14）上，两块过渡板（14）上分别穿设有各自的滚花螺栓（16），T形板（17）的一侧套设于转轴（10）上并相对于车体框架（1）固定设置，T形板（17）远离转轴（10）的一侧开设有滑槽（18），两块过渡板（14）均放置于T形板（17）上且所有连接螺栓（15）和滚花螺栓（16）均穿设在各自的滑槽（18）内，以便于调整两个传感器（13）之间的距离，通过将滚花螺栓（16）上的螺母拧紧以限制过渡板（14）和T形板（17）之间的位移；

所述吸盘式磁力爬壁机器人包括一个车体框架（1），车体框架（1）的两侧对称安装有两个与摆臂式磁力爬壁机器人的主动轮模块具有相同结构的主动轮模块，车体框架（1）的底部安装有与摆臂式磁力爬壁机器人的从动轮模块具有相同结构的从动轮模块，车体框架（1）的底部还安装有抽吸式清洗盘（20），车体框架（1）上还安装有电控盒（2）；

所述机器人辅助转运车架包括转运车框架体（24），转运车框架体（24）上设有机器人转运箱（25），机器人转运箱（25）为多块不锈钢板与转运车框架体（24）的棱柱配合焊接而成的矩形箱体结构，机器人转运箱（25）的一侧为双开门板（26），机器人转运箱（25）内部放置有电控柜，机器人转运箱（25）内部焊接有多根电控柜安装立柱（27），电控柜的背面与电控柜安装立柱（27）的表面贴合固定；转运车框架体（24）底部安装有底板（28），底板（28）下表面的四角共安装有四个车轮，其中位于转运车框架体（24）一侧的两个车轮为固定脚轮（29），位于转运车框架体（24）另一侧的两个车轮为万向带挡块脚轮（30）；底板（28）上放置有卷扬机构（31），卷扬机构（31）位于机器人转运箱（25）下方，机器人转运箱（25）的底侧边沿上设有多个挂钩（32），多个挂钩（32）上配合挂有帆布（33），通过帆布（33）对卷扬机构（31）沿转运车框架体（24）的一周进行围挡。

2.根据权利要求1所述的一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，其特征在于：通过磁隙调整螺栓（8）的头部与磁隙调整螺栓（8）上拧设的螺母配合限制从动轮磁铁（7）与磁铁支撑座（9）分离。

3.根据权利要求1所述的一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，其特征在于：所述转轴（10）的轴线与主动轮（4）的轴线垂直，摆动杆（12）的轴线与主动轮（4）的轴线平行。

4.根据权利要求1所述的一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，其特征在于：所述传感器（13）的四角分别穿设有连接螺栓（15），过渡板（14）上穿设有两个滚花螺栓（16），两个滚花螺栓（16）关于传感器（13）对称设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，其特征在于：所述摆臂式磁力爬壁机器人的车体框架（1）上设有用于捆绑安全绳的防护围栏（19），防护围栏（19）为弯曲管状结构，防护围栏（19）的弯曲凸出部位于摆动杆（12）远离车体框架（1）的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，其特征在于：所述吸盘式磁力爬壁机器人的车体框架（1）上设有用于捆绑安全绳的挡杆（21），所述抽吸式清洗盘（20）上连接有抽吸管（22）和高压水管（23）。

7.根据权利要求1所述的一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，其特征在于：所述转运车框架体（24）顶端的四角分别安装有吊耳（34）。

8.根据权利要求1所述的一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，其特征在于：所述转运车框架体（24）为采用槽钢和角钢焊接而成的框架结构。

9.根据权利要求1所述的一种用于船舶清洗的磁力爬壁装备，其特征在于：所述底板（28）上放置有两个卷扬机构（31），其中一个卷扬机构（31）的缆绳与摆臂式磁力爬壁机器人相连接，另一个卷扬机构（31）的缆绳与吸盘式磁力爬壁机器人相连接。

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