一种船舶表面清理及维护机器人制造技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，具体的说是一种船舶表面清理及维护机器人，包括机体；还包括清理机构、动力机构、行走机构、吸附装置、照明装置、监控模块、储能模块和控制器和功能罐；所述用于清理和维护船体表面的清理机构设置在机体的内部；所述动力机构设置在清理机构的左侧，动力机构用于清理机构的旋转和切换；通过设置的清理机构、动力机构、行走机构等，实现对船体表面锈迹的清除、水洗、烘干和防锈涂层喷涂的一系列处理工序，具有功能齐全、适用性广、效率高、质量好等优点；另外，动力机构可完成各个功能滚筒的切换，以实现各功能滚筒所对应的工序变化，从而高效对船体表面锈迹进行清理维护。理维护。理维护。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶表面清理及维护机器人


[0001]本专利技术属于机器人
，具体的说是一种船舶表面清理及维护机器人。

技术介绍

[0002]众所周知，海水具有极强腐蚀能力，尤其对于长时间与海水接触的船舶表面，据调查全球船舶每年因腐蚀造成的直接或间接损失远超因台风、海啸等海面自然灾害的损失，因此如何有效做好对船舶表面防腐蚀维护成为了一件困扰船舶行业的难题。
[0003]受限于与现有船体材料及防腐蚀涂层的有效性及和可靠性，当前并未有合适的防腐蚀涂料可完全解决船舶表面长时间的腐蚀问题，但可以采用一些管控措施来减少腐蚀的恶化。例如，大多数船企通常会定期对船舶表面进行清理维护，将船舶壳体表面腐蚀部位进行除锈除污之后再喷涂，从而避免船体进一步腐蚀。
[0004]目前，我国船舶表面清理技术与国外相比仍存在较大的差距，对于大型船只而言，船体壳体外表面不仅面积大，且光滑无可支撑站立的位置，我国通常采用人工使用长杆作业的方式，导致维护员工无法近距离作业，从而无法对表面处理效果仔细观察，从而大大降低处理质量，并且操作长杆难度大，极易受到海风等因素影响，进一步降低了维护效率、提升维护成本，无法达到期望的效果。另一方面，长距离作业对于涂料滴落、吹撒等问题难以避免，进而引发了海水污染和涂料使用率低等弊端。基于此，近年来我国各大船厂纷纷开始寻求以机代人的方案，即利用机械设备进行自动化清理维护。
[0005]现有技术中也出现了一些关于一种船舶表面清理及维护机器人的技术方案，如申请号为201911090429.3的一项中国专利公开了一种船舶甲板除锈设备，该技术仅支持对船舶甲板进行除锈处理，无法适用于船体外侧斜向弧面的除锈工作；申请号为201910876217.1的专利技术技术方案采用钢丝绳索吊挂牵引的方式使得除锈装置依附在船体表面，但此方案需要预先固定钢丝绳索，且绳索固定位置需要在船体周圈移动才能实现全方位除锈，操作繁琐，人工劳动强度较大，同时绳索易受到海风的吹动，进而影响设备除锈的稳定性；申请号为201510504773.8、201820274941.8的专利技术专利均公开了一种履带式船舶表面吸附式除锈机械设备，但其仅仅局限在除锈这一单一模块，不具有对船体表面进行除锈、水洗、烘干、再喷涂等一系列功能，导致除锈质量低；同时，现有技术无法实现各功能模块间的自由切换，使得现有技术方案受到限制。

技术实现思路

[0006]为了弥补现有技术的不足，解决机器人对船体表面上的锈迹或其他粘附杂物的清理效率较低、功能单一、模块切换难等问题；本专利技术提出的一种船舶表面清理及维护机器人。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种船舶表面清理及维护机器人，包括机体；还包括清理机构、动力机构、行走机构、吸附装置、照明装置、监控模块、储能模块和控制器和功能罐；所述清理机构设置在机体的内部，清理机构用于清理和维
护船体表面；所述动力机构设置在清理机构的左侧，动力机构用于清理机构的旋转和切换；所述行走机构设置在机体底面的四角，行走机构用于机器人的移动和旋转；所述机体的下侧同时设置有吸附装置和照明装置；所述吸附装置用于提供机器人的吸附力；所述照明装置用于对工作区域进行照明；所述监控模块设置在机体底面的对角位置，监控模块用于拍摄工作过程；所述储能模块设置在机体上表面，储能模块用于机器人的电力供应；所述无线传输模块设置在机体内；所述控制接收模块固定于机体内部侧壁上，控制接收模块用于控制机器人工作，控制接收模块与位于地面上的控制发送模块通过无线传输模块无线通信连接，无线发送模块包括控制手柄和显示屏；所述控制手柄用于向控制接收模块发送命令；所述显示屏用于显示所述监控模块所拍摄的实时画面；所述功能罐设置在机体内、清理机构外围，功能罐用于存储所述清理机构需要的介质；其中，
[0008]所述清理机构包括主轴、滚筒支架、主轴轴承、滚筒容舱、滚筒轴承、功能滚筒、密封壳体、主密封圈、密封盖、副密封圈；所述的主轴左右两端分别固定连接在机体的两侧；所述滚筒支架套在主轴上，滚筒支架左右两端设有主轴轴承，通过主轴轴承使主轴与滚筒支架间形成可转动连接；从而实现滚筒支架相对于主轴旋转。所述滚筒支架绕轴线均设有圆弧形滚筒容舱，所述滚筒容舱轴线左右两侧设有滚筒轴承；功能滚筒两端套在滚筒轴承上，通过滚筒轴承使功能滚筒与滚筒支架间形成可转动连接；从而实现功能滚筒相对于滚筒支架旋转。功能滚筒外侧设有密封壳体，密封壳体远离动力机构的一侧端面设有主密封圈和密封盖；密封盖压紧主密封圈并与密封壳体固定连接，所述密封盖中心设有安装轴孔，安装轴孔套在所述主轴上，密封壳体的另一侧径向设有副密封圈；副密封圈沿径向方向的内侧与滚筒支架连接，利用主密封圈、密封盖、副密封圈和密封壳体组合形成一个隔离封闭区，从而避免作业过程中外界杂物干扰机体内的其他部件，保证机器的正常运行。
[0009]所述动力机构包括旋转支架轴承、旋转支架、旋转销、旋转连杆、限位杆、从动齿轮、主电机、主齿轮、传送带、副电机、转向齿轮；所述主轴靠近副密封圈一侧设有主轴支架；主轴支架末端设有滑动块；滑动块中间设滑动槽；主轴靠近主轴支架的末端设有旋转支架轴；旋转支架轴套有旋转支架轴承；旋转支架轴承外套有圆形旋转支架；旋转支架外圆周面等角度设有连杆耳；连杆耳设有耳孔；所述旋转销穿过所述耳孔和所述旋转连杆一端的轴孔使所述旋转连杆和所述旋转支架可转动连接；所述旋转连杆的另一端轴孔通过所述旋转销与所述限位杆一端的轴孔可旋转连接；所述限位杆的另一端嵌入所述滑动槽中，与所述滑动块形成沿主轴支架方向的可滑动连接；所述功能滚筒靠近副密封圈一侧设有滚筒轴；所述滚筒轴固定有从动齿轮；所述主电机固定于机体上侧，主电机的输出轴固定有主齿轮；所述传送带套在所述主齿轮和从动齿轮上，且分别于主齿轮和从动齿轮齿轮啮合连接；所述旋转支架的两连杆耳之间设有一个转向齿；所述副电机垂直固定连接在所述滚筒支架靠近副密封圈一侧的端面；所述副电机输出轴末端设有转向齿轮，所述转向齿轮与所述转向齿齿轮啮合连接；所述滚筒轴末端设有旋转卡槽；旋转支架、旋转连杆、旋转销和限位杆组合成曲柄滑块机构，即限位杆末端相对于旋转卡槽的位置可随旋转支架的角度而改变，当所述旋转连杆和所述限位杆共线时，所述限位杆末端刚好插入旋转卡槽，从而实现与从动齿轮固定的功能滚筒无法相对于滚筒支架转动，此时主齿轮旋转可带动滚筒支架旋转，从而调整各功能滚筒相对于机体底面的位置。当所述旋转连杆和所述限位杆不共线时，所述限位杆末端可脱离旋转卡槽，即与从动齿轮固定的各功能滚筒可现对于滚筒支架转动，此
时主齿轮旋转仅可带动与传送带啮合的从动齿轮及各功能滚筒转动。综上，利用副电机带动转向齿，进而调节旋转支架的旋转角度，可控制各功能滚筒自身旋转和各功能滚筒相对于机体的相对位置，从而实现各功能滚筒的切换。
[0010]所述的行走机构包括行走轮、支撑架、行走电机、弹簧轴、减震弹簧；所述机体底部四角设有支轴孔；所述行走轮可转动连接在所述支撑架上；所述行走电机的输出轴穿过支撑架固定连接于行走轮一侧，所述支撑架上侧设有弹簧轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶表面清理及维护机器人，包括机体(1)；其特征在于：还包括清理机构(2)、动力机构(3)、行走机构(4)、吸附装置(5)、照明装置(6)、监控模块(7)、储能模块(8)和控制接收模块(9)、功能罐(10)、控制发送模块、无线传输模块；所述清理机构(2)设置在机体(1)的内部，清理机构(2)用于清理和维护船体表面；所述动力机构(3)设置在清理机构(2)的左侧，动力机构(3)用于清理机构(2)的旋转和切换；所述行走机构(4)设置在机体(1)底面的四角，行走机构(4)用于机器人的移动和旋转；所述机体(1)的下侧同时设置有吸附装置(5)和照明装置(6)；所述吸附装置(5)用于提供机器人的吸附力；所述照明装置(6)用于对工作区域进行照明；所述监控模块(7)设置在机体(1)底面的对角位置，监控模块(7)用于拍摄工作过程；所述储能模块(8)设置在机体(1)上表面，储能模块(8)用于机器人的电力供应；所述无线传输模块设置在机体(1)内；所述控制接收模块(9)固定于机体(1)内部侧壁上，控制接收模块(9)用于控制机器人工作，控制接收模块(9)与位于地面上的控制发送模块通过无线传输模块无线通信连接，无线发送模块包括控制手柄和显示屏；所述控制手柄用于向控制接收模块(9)发送命令；所述显示屏用于显示所述监控模块所拍摄的实时画面；所述功能罐(10)设置在所述机体内(1)、清理机构(2)外围，功能罐(10)用于存储所述清理机构(2)需要的介质；其中，所述清理机构(2)包括主轴(201)、滚筒支架(202)、主轴轴承(203)、滚筒容舱(202a)、滚筒轴承(204)、功能滚筒(205)、密封壳体(206)、主密封圈(207)、密封盖(208)、副密封圈(209)；所述的主轴(201)左右两端分别固定连接在机体(1)的两侧；所述滚筒支架(202)套在主轴(201)上，滚筒支架(202)左右两端设有主轴轴承(203)，通过主轴轴承(203)使主轴(201)与滚筒支架(202)间形成可转动连接；所述滚筒支架(202)绕轴线均设有圆弧形滚筒容舱(202a)，所述滚筒容舱(202a)轴线左右两侧设有滚筒轴承(204)；所述功能滚筒(206)两端套在所述滚筒轴承(205)上，通过滚筒轴承(204)使功能滚筒(205)与滚筒支架(202)间形成可转动连接；所述功能滚筒(205)外侧设有密封壳体(206)，所述的密封壳体(206)远离所述动力机构(3)的一侧端面设有主密封圈(207)和密封盖(208)；所述密封盖(208)压紧所述主密封圈(207)并与密封壳体(206)固定连接，所述密封盖(208)中心设有安装轴孔(208a)，所述安装轴孔(208a)套在所述主轴(201)上，所述密封壳体(206)的另一侧径向设有副密封圈(209)；所述副密封圈(209)沿径向方向的内侧与所述滚筒支架(202)连接；所述动力机构(3)包括旋转支架轴承(301)、旋转支架(302)、旋转销(303)、旋转连杆(304)、限位杆(305)、从动齿轮(306)、主电机(307)、主齿轮(308)、传送带(309)、副电机(310)、转向齿轮(311)；所述主轴(201)靠近副密封圈(209)一侧设有主轴支架(201a)；所述主轴支架(201a)末端设有滑动块(201b)；所述滑动块(201b)中间设滑动槽(201c)；所述主轴(201)靠近主轴支架(201a)的末端设有旋转支架轴(201d)；所述旋转支架轴(201d)套有旋转支架轴承(301)；所述旋转支架轴承(301)外套有圆形旋转支架(302)；所述旋转支架(302)外圆周面等角度设有连杆耳(302a)；所述连杆耳(302a)设有耳孔(302b)；所述旋转销(303)穿过所述耳孔(302b)和所述旋转连杆(304)一端的轴孔使所述旋转连杆(304)和所述旋转支架(302)可转动连接；所述旋转连杆(304)的另一端轴孔通过所述旋转销(303)与所述限位杆(305)一端的轴孔可旋转连接；所述限位杆(305)的另一端嵌入所述滑动槽(201c)中，与所述滑动块(201b)形成沿主轴支架(201a)方向的可滑动连接；所述功能滚筒(205)靠近副密封圈(209)一侧设有滚筒轴(205a)；所述滚筒轴(205a)固定有从动齿轮(306)；所述
主电机(307)固定于机体(1)上侧，主电机(307)的输出轴固定有主齿轮(308)；所述传送带(309)套在所述主齿轮(308)和从动齿轮(306)上，且分别于主齿轮(308)和从动齿轮(306)齿轮啮合连接；所述旋转支架(302)的两连杆耳(302a)之间设有一个转向齿(302c)；所述副电机(310)垂直固定连接在所述滚筒支架(202)靠近副密封圈(209)一侧的端面；所述副电机(310)输出轴末端设有转向齿轮(311)，所述转向齿轮(311)与所述转向齿(302c)齿轮啮合连接；所述滚筒轴(205a)末端设有旋转卡槽(205b)；当所述旋转连杆(304)和所述限位杆(305)共线时，所述限位杆(305)末端刚好插入旋转卡槽(205b)；当所述旋转连杆(304)和所述限位杆(305)不共线时，所述限位杆(305)末端可脱离旋转卡槽(205b)；所述的行走机构(4)包括行走轮(41)、支...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟明善，刘刚，王明雨，张强，惠正林，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：