船体表面二次清理作业机器人及清理方法技术

本发明专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人，包括车架、转向机构、驱动机构、焊缝检测装置、清理机构和清理效果检测装置；转向机构固定在车架的底部，驱动车架转向和移动；驱动机构固定在车架的底部，驱动车架移动；焊缝检测装置检测船体表面焊缝位置，并根据检测位置实时调整车体运动，当检测位置无误后，清理机构开始清理船体表面；清理效果检测装置实时检测清理机构清理是否合格，并根据检测结构实时调整清理机构的相关参数。其优点在于采用抛丸清理，清理可根据用户要求调整清理参数，清理效果；自循环抛丸装置，循环效率高，一次装料可完成多次作业，配有除尘装置，对环境无污染；采用的检测模块可以自动检测焊缝，并根据焊缝自动跟随清理；具有一个清理效果检测系统，可以反馈清理效果，调整机器人相关参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人设计技术，特别涉及一种船体表面二次清理作业机器人。
技术介绍
二次表面处理，俗称“二次除锈”。造船用的钢材原料在一次表面处理并涂上车间底漆以后，将经过画线，下料，加工，装配等阶段后，总有一部分钢材表面的底漆由于焊接，切割，机械碰撞或自然原因遭到破坏，导致钢材表面重新锈蚀，而在分段合拢后的区域涂装阶段，也总有一部分在分段阶段涂装好的涂层，由于同样的原因遭到破坏，发生锈蚀，这样都有一个再次进行表面处理的任务，这相对于原材料处理算是再一次表面处理，在船舶涂装工程中称为“二次表面处理”。船舶表面二次清理是船舶涂装施工的第一步骤，只有对船体分段焊缝处进行良好的表面清理，才能使涂层达到预期的保护效果。统计结果显示，影响涂层寿命有以下几点因素：钢铁表面清理质量49.5％；涂装工艺条件26.5％，涂层厚度19.1％；涂料种类4.9％。可见，涂装前焊缝表面清理的质量是影响涂层保护性能的关键因素。钢材在二次表面处理后，随着粗糙度的增大，使涂层附着力也随之提高，特别是喷射具有棱角的磨料，不仅增加了钢材的表面积，而且为涂层的附着提供了适合的表面几何形状，在这样的表面涂装，还存在着机械啮合作用，在一定程度上提高了涂层的保护能力我国船舶表面二次清理技术与国外相比仍存在较大的差距，突出反映在表面清理效果差，清理效率低，对环境与操作人员造成一定的伤害。其主要原因是船舶清理技术装备的机械化、自动化程度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种清理周期短、效率高、成本低的船体表面二次清理作业机器人，以克服上述现有技术的缺陷。本专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人，包括车架、转向机构、驱动机构、焊缝检测装置、清理机构和清理效果检测装置；其中，转向机构固定在车架的底部，驱动车架转向和移动；驱动机构固定在车架的底部，驱动车架移动；焊缝检测装置检测焊缝位置，并根据焊缝位置自动引导车架移动；清理机构根据焊缝位置实时清理焊缝及其周边热影响区的表面；清理效果检测装置实时检测清理机构清理是否合格，若清理效果不合格则反馈给清理机构，调整清理机构的清理参数。进一步，本专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人，还可以具有这样的特征：车架包括车架安装架，车架主体和车架支撑梁；车架安装架固定在车架主体上方，车架支撑梁固定在车架主体下方。进一步，本专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人，还可以具有这样的特征：转向机构包括磁铁单元、两个驱动轮组件和适应机构；适应机构固定在车架主体前端底部，适应机构可在两驱动组件差速运动下完成自旋运动，同时可适应路况完成一定程度的摆幅；驱动轮组件和磁铁单元分别与适应机构连接；磁铁单元固定在两个的驱动轮组件之间；两侧驱动轮组件差速运动，实现转向。进一步，本专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人，还可以具有这样的特征：适应机构包括垂直旋转轴、水平旋转轴、车架法兰、转向法兰和连接件；水平旋转轴同时穿过车架法兰和连接件；车架法兰固定在车架本体上；垂直旋转轴同时穿过转向法兰和连接件。进一步，本专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人，还可以具有这样的特征：驱动机构包括磁铁单元、两个驱动轮组件和支撑组件；支撑组件固定在车架主体的后端底部；驱动轮组件和磁铁单元分别与支撑组件连接；磁铁单元固定在两个的驱动轮组件之间。进一步，本专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人，还可以具有这样的特征：清理机构包括垂直用抛丸机、进料阀门和漏丸保护装置；垂直用抛丸机与车架支撑梁固定，进料阀门与垂直用抛丸机连接，控制垂直用抛丸机的进丸流量；垂直用抛丸机与地面的除尘装置相连；漏丸保护装置安装在垂直用抛丸机底部，防止清理作业过程中所用钢丸泄漏。进一步，本专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人，还可以具有这样的特征：焊缝检测装置安装在车架主体的最前端，清理效果检测装置安装在车架主体的最后端。进一步，本专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人，还可以具有这样的特征：还包括电气控制单元，固定在车架安装架两侧。另外，本专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人清理船体表面的方法，还可以具有这样的特征：当焊缝检测装置检测到焊缝后，地面与垂直用抛丸机相连的除尘装置打开，随后垂直用抛丸机主电机开启，然后安装在垂直用抛丸机上的进料阀门打开，表面清理作业开始；清理作业过程中，清理效果检测装置实时监测已清理的焊缝，并根据清理效果调整驱动轮组件的速度以及进料阀门开合的大小；当清理作业完成后，依次关闭进料阀门，垂直用抛丸机的主电机和除尘装置。进一步，本专利技术提供一种船体表面二次清理作业机器人，还可以具有这样的特征：清理作业过程中泄漏的钢丸，通过漏丸保护装置集中收集并引导回收再利用。专利技术的有益效果本专利技术提供的一种船体表面二次清理作业机器人，四组伺服电机驱动机器人在船体表面运动，通过前轮的差速运动完成车体转弯。焊缝检测装置自动检测焊缝并实时控制伺服电机调整机器人运动方向。当机器人检测到焊缝后提前开启除尘装置以及垂直用抛丸机，进行表面二次清理作业，清理效果检测装置实时监控清理效果，通过调节机器人运动速度以及垂直用抛丸机钢丸进料量获得期望的表面清理效果。本专利技术提供的一种船体表面二次清理作业机器人，采用抛丸清理，清理可根据用户要求调整清理参数，清理效果稳定sa2.5级；自循环抛丸装置，循环效率高，一次装料可完成多次作业，配有除尘装置，对环境无污染；采用的检测模块可以自动检测焊缝，并根据焊缝自动跟随清理；具有一个清理效果检测系统，可以反馈清理效果，调整机器人相关参数。附图说明图1是船体表面二次清理作业机器人的结构图。图2是船体表面二次清理作业机器人的仰视结构图。图3是适应机构的机构图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的描述。图1是船体表面二次清理作业机器人的结构图。图2是船体表面二次清理作业机器人的仰视结构图。如图1和图2所示，车架1、转向机构2、驱动机构3、电气控制单元4、清理机构5、焊缝检测装置6和清理效果检测装置7。车架1包括车架安装架1-1，车架主体1-2和车架支撑梁1-3；车架安装架1-1固定在车架主体1-2上方，车架支撑梁1-3固定在车架主体1-2下方。各支架通过铝角件或者通过端面螺栓相互固定。转向机构2包括磁铁单元2-3、两个驱动轮组件2-2和适应机构2-1。转向机构2通过适应机构2-1固定在车架1上。驱动轮组件2-2和的磁铁单元2-3分别与适应机构2-1连接；磁铁单元2-3固定在两个的驱动轮组件2-2之间。两侧驱动轮组件2-2通过差速运动完成机器人的转向并提供40％的驱动力实现转向。图3是适应机构的机构图。如图3所示，适应机构2-1固定在车架主体1-2前端底部。适应机构包括垂直旋转轴2-1-4、水平旋转轴2-1-2、车架法兰2-1-1、转向法兰2-1-5和连接件3-1-3。水平旋转轴2-1-2同时穿过车架法兰2-1-1和连接件2-1-3。车架法兰固定在车架本体上。垂直旋转轴2-1-4同时穿过转向法兰2-1-5和连接件2-1-3。适应机构2-1可以保证机器人转向机构与机器人本体存在一定夹角，从而减小机器人转弯半径，实现船体表面二次清理作业机器人的转向和爬坡功能。驱动机构3包括磁铁单元3-3、两个驱动轮组件3-2和支撑组件3-1。支撑组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船体表面二次清理作业机器人，其特征在于：包括车架、转向机构、驱动机构、焊缝检测装置、清理机构和清理效果检测装置；其中，所述转向机构固定在车架的底部，驱动所述车架转向和移动；所述驱动机构固定在车架的底部，驱动所述车架移动；所述清理机构固定在车架固定在车架中部，完成焊缝及其周边热影响区的清理；所述焊缝检测装置检测船体表面焊缝位置，位置无误后，所述清理机构清理船体表面；所述清理效果检测装置检测清理机构清理是否合格。

【技术特征摘要】
1.一种船体表面二次清理作业机器人，其特征在于：包括车架、转向机构、驱动机构、焊缝检测装置、清理机构和清理效果检测装置；其中，所述转向机构固定在车架的底部，驱动所述车架转向和移动；所述驱动机构固定在车架的底部，驱动所述车架移动；所述清理机构固定在车架固定在车架中部，完成焊缝及其周边热影响区的清理；所述焊缝检测装置检测船体表面焊缝位置，位置无误后，所述清理机构清理船体表面；所述清理效果检测装置检测清理机构清理是否合格。2.如权利要求1所述的船体表面二次清理作业机器人，其特征在于：其中，所述车架包括车架安装架，车架主体和车架支撑梁；所述车架安装架固定在所述车架主体上方，所述车架支撑梁固定在所述车架主体下方。3.如权利要求2所述的船体表面二次清理作业机器人，其特征在于：其中，所述转向机构包括磁铁单元、两个驱动轮组件和适应机构；所述适应机构固定在所述车架主体前端底部,可在两驱动组件差速运动下完成自旋运动；所述驱动轮组件和所述磁铁单元分别与所述适应机构连接；所述
\t磁铁单元固定在两个所述驱动轮组件之间；所述驱动轮组件差速运动，实现所述车架转向。4.如权利要求3所述的船体表面二次清理作业机器人，其特征在于：其中，所述适应机构包括垂直旋转轴、水平旋转轴、车架法兰、转向法兰和连接件；所述水平旋转轴同时穿过所述车架法兰和连接件；所述车架法兰固定在所述车架本体上；所述垂直旋转轴同时穿过所述转向法兰和连接件。5.如权利要求2所述的船体表面二次清理作业机器人，其特征在于：其中，所述驱动机构包括磁铁单元、两个驱动轮组件和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨砾，方旭，廖州宝，刘保军，李设法，张根雷，
申请(专利权)人：上海新松机器人自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31