使用在用于在竖直和水平平坦表面上移动悬挂的移动平台的系统中的麦克纳姆轮技术方案

本发明专利技术涉及用于机器人操作涂漆系统的麦克纳姆轮的构造。考虑到将使用这些轮子的地方的困难和障碍物，这些轮子具有特殊的特性。它们设计成有利于涂漆系统在竖直和水平壁上的移动，并避免涂层损失。麦克纳姆轮包括用于固定滚子的成组的轮盖。以45

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用在用于在竖直和水平平坦表面上移动悬挂的移动平台的系统中的麦克纳姆轮


[0001]本专利技术涉及用于船舶和石油平台设备还有建筑物维护的技术。更具体地，本专利技术涉及机器人自动涂漆技术。

技术介绍

[0002]大的平坦竖直表面目前诸如使用攀爬吊带或脚手架借助于建筑物接近来维护或检查。为了涂漆，雇员必须能够接近待涂漆的位置。
[0003]在造船中，通过脚手架接近，因为工作是在干船坞中完成的。这种接近是在经济上昂贵且耗时的。此外，它还涉及工作安全风险。
[0004]为了对大的区域进行检查或涂漆，可采用各种用于移动的技术，诸如带磁轮的手推车、带吸盘的桨系统以及在部件中的轨道安装以及其它解决方案。在使用涂漆系统时，这些解决方案是耗时且无效的。
[0005]需要再现由雇员完成的类型的涂漆。这意味着存在一些在执行工作时要考虑的变量。其中之一是涂漆系统施加涂料的线性方式。被认为最有效的雇员的移动通常是直线的(水平或竖直)，在端部处停止施加。由于在这些端点处移动反转的速度为零，涂漆系统可能过度喷涂。为了防止过度喷涂，涂料施加枪的机构被停止，直到其恢复到它的正常的施加速度。
[0006]可使用用于金属表面的移动检测的若干技术，诸如使用带磁轮的手推车、带吸盘的桨系统、在部件上安装轨道以及其它解决方案。
[0007]文献US3876255A公开了一种带有轴承的轮子设计，该轴承相对于轮子轴线具有大约45
°
的角度。它具有敞开的侧面结构，其中滚子暴露于涂层，涂层可能会因其进入而损坏，从而导致轮子锁定。因此，该模式不符合对于将其使用在轮子与涂层进入接触的涂漆系统中的规定要求。此外，关于所采用的滚子模式，其具有带中心轴承的结构，使得其更不适合于使用在涂漆系统中。
[0008]Tavakoli等人的“Magnetic Omnidirectional Wheels for Climbing Robots”揭示适用于在诸如竖直壁和天花板的3D铁磁结构中移动的全向磁轮。磁体布置在轮子的周边，并且跟随轮子的移动。
[0009]由于磁体不是固定的，并且始终保持与接触表面平行，考虑到几何和结构因素，我们可以确定在车辆移动期间磁力的变化，这意味着难以使用涂漆系统，因为这影响待施加涂层的均匀性。
[0010]如下文将进一步详述的，本专利技术旨在以实用和高效的方式解决上述现有技术的问题。

技术实现思路

[0011]本申请中的方法旨在对大的竖直壁进行涂漆，并且由在受控线缆上使用悬挂的移
动平台、允许使用轻质模块化基础设施覆盖大的表面区域组成。
[0012]悬挂的移动平台由线缆定位，其悬挂系统放置在行为类似于球体的自由的麦克纳姆轮上。另外，轮子设置有接近磁体系统，该系统允许该装置不移动远离金属壁；磁体继而不接触金属壁的表面，从而确保它们不损坏表面。该相同的原理适用于包括轮子的滚子，轮子由一种材料制成，并且具有防止表面损坏的几何设计。
[0013]可采用各种用于移动的技术，诸如带磁轮的手推车、带吸盘的桨系统和在部件中的轨道安装以及其它解决方案。
[0014]提出的麦克纳姆轮系统必须考虑以下问题：无障碍的不规则表面，能够沿着x和y坐标(笛卡尔平面)移动，通过在滚子中使用聚合物部件而不影响涂漆表面。
[0015]此外，在不平坦的表面上，轮子必须在任何方向上穿越宽度多达3mm的侧焊缝。因为磁体远离接触表面，所以有可能移动跨过高度多达10mm的障碍物，确保该装置能够越过侧表面上包括诸如螺钉和焊珠的障碍物在内的任何不平坦部分，从而确保磁力继续作用在表面上。
[0016]滚子轴承允许在与涂层进入接触之后进行清洗。
[0017]由于使用屏蔽的外部耐候轴承，轮子不需要润滑。
[0018]移动速度必须使得它满足最低过程速度。该最低速度可能是每小时105平方米左右。
[0019]轮子和系统一起设计成使在涂漆过程期间的涂层损失最小化。轮子设计成使得新鲜涂料不会进入轮子的内部。并且在固化之后，轮子不会损坏已经施加的涂层。
[0020]使用在涂漆过程中的策略是在下降时不涂漆和在上升时涂漆，使得主要障碍将在该过程中面对，就好像下楼梯一样。当绳索拉得很紧时，在船体的顶部处将发生向侧部段的偏移，并且因此动量将被严格控制。在涂漆期间不存在来自障碍物的干扰。移动平台的移动不取决于障碍物。移动主要与不越过新涂漆区域有关。开发机器人以在不干扰涂漆的情况下越过障碍物。
[0021]轮子的特征是成组的磁体，其在中心底座下布置成一行，并且平行于将发生移动的表面。
[0022]除了石油和天然气行业，该技术也可使用在土木工程中。
附图说明
[0023]下面展示的详细描述参考了附图和它们相应的附图标记。
[0024]图1详细示出了磁体和滚子的布置。
[0025]图2示出了滚子、轴承的布置和轮子的柱形形状。
[0026]图3示出了装配到平台的轮子，其中组件适于不同的表面曲率。
[0027]图4示出了具有不规则部分的表面的示例，该表面具有所提出的适合的轮子系统。
[0028]图5示出了其中使用轮子系统(移动平台)的自动化涂漆组件。
具体实施方式
[0029]本专利技术的目的是采用将应用于自动化涂漆系统的特有类型的轮子，具有如下主要特征：高可靠性、非常快速低移动的能力、对所施加的涂层类型的抵抗力、对轴承润滑的低
需求、越过表面上的不规则部分和障碍物的良好能力以及不受涂漆过程(包括来自施加过程的涂料)影响(具有抵抗力)，使得轮对新鲜涂料具有抵抗力。
[0030]为了实现上述目的，本专利技术提供成组的磁体，其在中心底座下布置成一行，并且平行于将发生移动的表面。轮子行为类似于球体。
[0031]另外，轮子设置有接近磁体系统，该系统允许装置不移动远离金属壁；磁体继而不接触金属壁的表面，从而确保它们不损坏表面。该相同的原理适用于包括轮子的滚子，轮子由一种材料制成，并且具有防止表面被损坏的几何设计。
[0032]关于越过障碍物的能力，因为磁体远离接触表面，所以有可能移动跨过高度多达20mm的障碍物，确保该装置能够越过侧表面上包括诸如螺钉和焊珠的障碍物在内的任何不平坦部分，从而确保磁力继续作用在表面上。
[0033]下面将展示本专利技术的优选实施例。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利技术不限于该特定实施例。
[0034]磁性底座(1)位于两个轮盖(2)之间。磁性底座的磁极直接指向轮子将接触的表面，直接在滚子(3)上。因此，磁力是均匀的，不取决于滚子(3)，并且与表面没有接触。滚子(3)继而沿着轮盖(2)布置成几个单元，优选地以45
°
放置，但是它们不限于这种布局。滚子(3)是内部中空的，允许使用轴承(4)，并且防止轴承受到涂层进入的影响。图1a详细示出了与轮盖(2)之一联接的磁性底座。图1b详细示出了滚子，该滚子沿其主体呈柱形，但是具有可变的直径，其中在中心的直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.使用在用于在竖直和水平平坦表面上移动悬挂的移动平台的系统中的麦克纳姆轮，其中，所述麦克纳姆轮包括磁性底座(1)、轮盖(2)、滚子(3)、输送机(4)、轴承(5)。2.根据权利要求1所述的麦克纳姆轮，其特征在于，所述滚子(3)通过它们在所述轮盖(2)中偏移45
º
的轴承(4)连接。3.根据权利要求1或2所述的麦克纳姆轮，其特征在于，所述滚子(3)具有柱形形状和凸形底座，并且具有对壁涂层呈惰性的材料。4.根据权利要求1或3所述的麦克纳姆轮，其特征在于，所述滚子(3)是中空的，以便使轴承通过，所述滚子与轴承不接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：巴西国家工业培训服务中心圣卡塔琳娜分部，
类型：发明
国别省市：