[发明专利]一种自动清洗大型船舶船体的爬壁机器人

说明书

一种自动清洗大型船舶船体的爬壁机器人，涉及一种爬壁机器人，针对在清洗船体甲板及内部舱体时，施工作业人员需要佩戴安全措施，高空作业的问题，发明了用于清洗船体的爬壁机器人。该机器人运用仿生学原理，通过永磁铁吸附在船体墙壁上，可以实现对船体墙壁凸起及凹陷处不平表面的越障行走。机器人身体装备旋转喷头，可以完成对船体各个部位的清洗任务。该机器人动作原理主要通过气动系统实现，具有机身重量轻，功率小，持续工作时间长，越障能力强等优点。

技术领域

本发明涉及一种爬壁机器人，特别是涉及一种自动清洗大型船舶船体的爬壁机器人。

背景技术

远洋大型船舶受到自然气候条件，人为等因素影响，经过一定使用时间，船体需要维护清理。然而，由于船体十分庞大，在清洗船体甲板及内部舱体时，施工作业人员需要佩戴安全措施，高空作业，工作条件十分危险，亟需相关机械自动化设备替代人工作业，目前，行业内尚缺少此类设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动清洗大型船舶船体的爬壁机器人，本发明针对大型船舶清洗时遇到的恶劣工作条件问题，设计了该机器人，运用仿生学原理，通过永磁铁吸附在船体墙壁上，实现对船体墙壁凸起及凹陷处不平表面的越障行走。机器人身体装备旋转喷头，可以完成对船体各个部位的除锈及清洗任务。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种自动清洗大型船舶船体的爬壁机器人，所述爬壁机器人包括前机体、后机体以及四支腿和脚掌；身体部位由前后机体及中间轴连接；机器人设有四个足；每个足由两个旋转气缸、一个伸缩气缸、两个连杆机构及一块永磁铁构成；机器人身体内部设有气动系统，机器人气动工作动力源由地面气泵供给，通过气动管路连接；机器人控制方式为操作人员远程遥控；机器人的行走包括旋转气缸转动带动连杆实现抬大腿动作；以及连杆旋转气缸带动下连杆形成大腿与小腿之间的角度变化，进而实现小腿的抬腿动作；动作一与动作二同时工作完成机器人单足的行走；机器人爬壁由脚部设置磁铁吸附和气缸配置完成，越障由其设置的旋转气缸与气动系统内置压力传感器及位移传感器完成，行走校正由设置的四个气缸位移完成，机器人设有越障能力参数设定，转弯及校正由设定的差动参数完成；弹跳及参数设定通过伸缩气缸完成；机器人设有清洗装置，身体上部安装清洗喷头，水源由地面供给，通过水管连接，通过地面遥控控制，实现对船体各部位清洗。

所述的一种自动清洗大型船舶船体的爬壁机器人，所述机器人的气动系统包括空气过滤器、气泵、单向阀、压力表、溢流阀、二位二通换向阀、三位四通换向阀、双单向节流阀、伸缩气缸、旋转气缸和连杆旋转气缸。

所述的一种自动清洗大型船舶船体的爬壁机器人，所述气动系统内置压力传感器及位移传感器；控制模式分为手动控制与自动控制两种模式，其模块包括行走模块、转弯模块、吸附模块、弹跳模块和清洗模块，其中，手动模式可以对各功能模块进行实时参数调节，自动模式可提前对对各功能模块进行参数设定，之后系统将按设定参数工作。

所述的一种自动清洗大型船舶船体的爬壁机器人，所述机器人身体上部安装清洗喷头，水源由地面供给，通过水管连接，通过地面遥控控制，实现对船体各部位清洗。

本发明的优点与效果是：

1.本发明针对大型船舶清洗时遇到的恶劣工作条件问题，设计了用于清洗船体的爬壁机器人。该机器人运用仿生学原理，通过永磁铁吸附在船体墙壁上，可以实现对船体墙壁凸起及凹陷处不平表面的越障行走。机器人身体装备旋转喷头，可以完成对船体各个部位的除锈及清洗任务。

2.本发明机器人动作原理主要通过气动系统实现，相比于采用伺服电机驱动的机器人，旋转气缸的重量更轻，伸缩气缸的推力更大，行程更长，适于在复杂工况下工作。

3.本发明机器人越障功能主要通过气缸的伸缩及旋转气缸的摆动来实现。由于气缸行程可调，因此越障能力相比于履带式机器人及伺服电机驱动机器人更大。