一种搭载多功能模块的高空自动喷漆作业机器人的制作方法

1.本发明涉及喷漆机器人相关技术领域，特别涉及一种搭载多功能模块的高空自动喷漆作业机器人。


背景技术：

2.现阶段，国际认可最优的钢结构防腐蚀方法是在钢材表面涂覆防腐材料，但完成涂覆后还需要在防腐涂料表面喷漆，延长防腐时效，电厂钢结构以空间三维结构为主，施工环境复杂，人工喷漆危险性大、工作环境恶劣。电力企业急需开发一种具备绿色环保、稳定安全和功能完备等特性的新型高空智能自动爬壁喷漆装置，以替代人工高空攀爬、手工涂覆的传统防腐作业方式，降低工人劳动危险和劳动强度、提高施工效率及防腐质量稳定性，保障电厂设施的安全性。
3.在中国发明专利申请号：cn201610787830.2中公开有一种智能高空除锈机器人，该智能高空除锈机器人，虽然，可以代替人的高空作业，通过转向机构驱动机器人改变移动方向，其采用摄像机构将铁罐具体情况传输给维修人员，方便维修人员了解具体情况，其通过除锈机构和喷气机构对生锈部位进行除锈和喷漆维护，但是，该智能高空除锈机器人，在实际使用过程中，机器人的作业方式较单一，除锈工作效率较低，不具备快速拆换快速改变施工工艺的能力，机器人在运行过程中的稳定性较差，在对机器人进行维护养护时较麻烦，装置的实用性较低，操作人员不便于对机器人进行实时视频监视控制，不具备实时数据交互的能力，装置不便于对狭小空间进行施工作业，机器人的行走方式较单一，不适应多种钢制框架，不具备对除锈碎屑进行吸收的功能。
4.因此，提出一种搭载多功能模块的高空自动喷漆作业机器人来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种搭载多功能模块的高空自动喷漆作业机器人，解决了机器人的作业方式较单一，除锈工作效率较低，不具备快速拆换快速改变施工工艺的能力，机器人在运行过程中的稳定性较差，在对机器人进行维护养护时较麻烦，装置的实用性较低，操作人员不便于对机器人进行实时视频监视控制，不具备实时数据交互的能力，装置不便于对狭小空间进行施工作业，机器人的行走方式较单一，不适应多种钢制框架，不具备对除锈碎屑进行吸收的功能的问题。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种搭载多功能模块的高空自动喷漆作业机器人，包括机器人主体，所述机器人主体的外壁底部对称设置有行走机构，所述机器人主体的一侧外表面设置有除锈机构，所述机器人主体的一侧上表面设置有视频图像机构；所述机器人主体包括用于安装高能锂电池的电池盒，所述机器人主体远离电池盒的一侧上表面固定连接有箱体，所述机器人主体靠近箱体的一侧上表面固定安装有承接
板；两个所述行走机构包括设在机器人主体两侧的安装板，所述机器人主体的上表面对称设置有第一吊杆和第二吊杆，所述机器人主体的下表面对称设置有第一驱动机；所述除锈机构包括用于安装钢刷的驱动器，所述除锈机构的一侧下表面固定安装有导板，所述机器人主体的一侧内部上表面固定安装有喷漆泵，所述机器人主体的下表面中部插接有活动盖，所述除锈机构的外壁对称固定连接有吸尘板，所述箱体的一侧内部上表面固定连接有吸尘机和过滤板，所述机器人主体的一侧内部上表面固定安装有温湿度感应器，所述机器人主体的上表面中部固定连接有六轴机械臂；所述视频图像机构包括全景摄像头和用于驱动视频图像机构的电机，所述承接板的上表面对称设置有用于安装信号接收器和信号发射器的矩形板。
7.可选的，所述机器人主体靠近高能锂电池的一侧内部上表面固定安装有控制单元，所述行走机构、除锈机构和视频图像机构均通过控制单元进行控制，两个所述安装板的下表面对称固定连接有电动伸缩杆，两个所述行走机构的外表面对称固定连接有电磁吸附钢轮。
8.可选的，多个所述第一驱动机的下表面设置有用于安装第一电磁吸板的滑轨，多个所述滑轨的一侧外壁设置有用于定位第二驱动机的竖板，多个所述第二驱动机的外壁固定连接有第二电磁吸板。
9.可选的，所述机器人主体的内部上表面固定安装有油漆箱，所述喷漆泵的一侧外壁底部固定连接有连接管并贯穿油漆箱，所述机器人主体的靠近喷漆泵的一侧下表面固定安装有喷漆板。
10.可选的，所述六轴机械臂的一端固定连接有激光脉冲除锈器，所述激光脉冲除锈器的外壁顶部固定安装有成像仪，所述激光脉冲除锈器的内壁固定连接有激光发射探头。
11.可选的，所述钢刷与导板位于同一水平面，所述全景摄像头与信号接收器双向信号连接，所述全景摄像头与信号发射器双向信号连接。
12.可选的，所述驱动器用于驱动钢刷高速旋转，所述图像机构通过电机进行驱动。
13.可选的，所述行走机构用于控制电磁吸附钢轮转动，所述喷漆泵与喷漆板相连接。
14.本发明提供了一种搭载多功能模块的高空自动喷漆作业机器人，具备以下有益效果：1、本发明通过在机器人主体的表面设置钢刷和喷漆板，使装置同时具备除锈和喷涂能力，机器人整体设计采用模块化的设计方法，并且具备快速拆换快速改变施工工艺的能力，模块化的设计能够有效提升机器人在运行过程中的稳定性，增强机器人在维护养护时的便捷程度。
15.2、本发明通过在机器人主体表面搭载全景摄像头，并通过电机的配合实现圆周旋转，通过将全景摄像头与vr技术相结合，并通过信号接收器和信号发射器的配合，实现装置与地面工作站的实时性数据交互，方便操作人员对现场作业场景进行实时视频监视，使操作人员远程通过vr技术对机器人进行精确控制作业，能够有效提升操作人员对装置的控制便捷程度，可便捷的进行整体统一管理。
16.3、本发明通过喷漆板和激光脉冲除锈器的设置，六轴机械臂通过带动激光脉冲除锈器移动，使装置呈现两种除锈喷涂系统，可以针对不同的施工作业环境以及施工作业面
进行智能的操作选择，能够有效提高装置的工作效率，通过六轴机械臂的设置，并通过激光发射探头的配合，使装置能够灵活的对钢架结构中的狭小空间进行施工作业，极大的提高装置的作业质量。
17.4、本发明通过在机器人主体表面设置行走机构，行走机构通过带动电磁吸附钢轮转动，并通过电动伸缩杆将装置与平台分离，从而实现带动机器人吸附在钢制框架上水平移动，通过将钢缆与第一吊杆和第二吊杆相连接，钢缆垂吊系统通过固定在钢制框架顶部，实现带动机器人进行升降作业，能够有效地在保证装置在安全的前提下提高防腐作业效率和能力，更好的提升了装置在多种钢制框架表面的适应性。
18.5、本发明通过在除锈机构的下表面设置有吸尘板，启动吸尘机，并通过导板的配合，实现将除锈碎屑和灰尘吸进箱体内，能够有效避免扬尘对环境造成污染，将第一电磁吸板与钢制框架的竖直面相贴合，第二驱动机通过带动第二电磁吸板沿着竖板下移，实现带动第二电磁吸板与钢制框架相贴合，此时第一驱动机通过带动装置沿着滑轨上移，从而实现将装置沿着钢制框架竖直面移动，能够有效提升装置的适应能力，便于在多种作业平台移动。
附图说明
19.图1为本发明结构的立体示意图；图2为本发明结构的立体俯视示意图；图3为本发明结构的立体仰视示意图；图4为本发明结构的立体侧视示意图；图5为本发明结构的立体剖视示意图；图6为本发明结构的立体剖视示意图；图7为本发明图2中a区结构放大示意图；图8为本发明图6中b区结构放大示意图；图9为本发明控制单元结构的示意图。
20.图中：1、机器人主体；11、电池盒；12、高能锂电池；13、箱体；14、承接板；15、控制单元；2、行走机构；21、安装板；22、电动伸缩杆；23、电磁吸附钢轮；24、第一吊杆；25、第二吊杆；26、第一驱动机；27、滑轨；28、第一电磁吸板；29、竖板；211、第二驱动机；212、第二电磁吸板；3、除锈机构；31、驱动器；32、钢刷；33、导板；34、喷漆泵；35、油漆箱；36、连接管；37、喷漆板；38、活动盖；39、吸尘板；311、吸尘机；312、过滤板；313、温湿度感应器；314、六轴机械臂；315、激光脉冲除锈器；316、成像仪；317、激光发射探头；4、视频图像机构；41、全景摄像头；42、电机；43、矩形板；44、信号接收器；45、信号发射器。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.根据如图1
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9所示，本发明提供了一种技术方案：
一种搭载多功能模块的高空自动喷漆作业机器人，包括机器人主体1，机器人主体1的外壁底部对称设置有行走机构2，机器人主体1的一侧外表面设置有除锈机构3，机器人主体1的一侧上表面设置有视频图像机构4；机器人主体1包括用于安装高能锂电池12的电池盒11，机器人主体1远离电池盒11的一侧上表面固定连接有箱体13，机器人主体1靠近箱体13的一侧上表面固定安装有承接板14；两个行走机构2包括设在机器人主体1两侧的安装板21，机器人主体1的上表面对称设置有第一吊杆24和第二吊杆25，机器人主体1的下表面对称设置有第一驱动机26，第一吊杆24和第二吊杆25通过与钢缆相连接，钢架顶端布置的电动钢缆升降机构进行装置整体的上升下降作业；除锈机构3包括用于安装钢刷32的驱动器31，通过启动驱动器31，实现带动钢刷32高速旋转，对装置当前位置的区块进行快速大面积的除锈作业，除锈机构3的一侧下表面固定安装有导板33，机器人主体1的一侧内部上表面固定安装有喷漆泵34，机器人主体1的下表面中部插接有活动盖38，除锈机构3的外壁对称固定连接有吸尘板39，箱体13的一侧内部上表面固定连接有吸尘机311和过滤板312，钢刷32在高速旋转进行除锈时，碎屑通过导板33进入吸尘板39内部，通过启动吸尘机311，实现将除锈碎屑和灰尘吸进箱体13内，机器人主体1的一侧内部上表面固定安装有温湿度感应器313，机器人主体1的上表面中部固定连接有六轴机械臂314；视频图像机构4包括全景摄像头41和用于驱动视频图像机构4的电机42，全景摄像头41采用高像素高清摄像头，视频信息可通过网络传输到集控室，通过摄像头随机器人运行，将机器人的所有施工情况实时的采集到集控室，承接板14的上表面对称设置有用于安装信号接收器44和信号发射器45的矩形板43，用于实现装置与地面工作站的实时性数据交互。
23.作为本发明的一种可选技术方案：机器人主体1靠近高能锂电池12的一侧内部上表面固定安装有控制单元15，两个安装板21的下表面对称固定连接有电动伸缩杆22，控制单元15的输出端与电动伸缩杆22的输入端相连接，两个行走机构2的外表面对称固定连接有电磁吸附钢轮23，行走机构2的输出端与多个电磁吸附钢轮23的输入端相连接，电动伸缩杆22通过带动行走机构2向下移动，实现带动电磁吸附钢轮23在钢制框架上进行吸附作业，从而带动装置进行移动。
24.作为本发明的一种可选技术方案：多个第一驱动机26的下表面设置有用于安装第一电磁吸板28的滑轨27，多个滑轨27的一侧外壁设置有用于定位第二驱动机211的竖板29，多个第二驱动机211的外壁固定连接有第二电磁吸板212，第一驱动机26、第一电磁吸板28、第二驱动机211和第二电磁吸板212的输入端均与控制单元15的输出端相连接，行走机构2、除锈机构3和视频图像机构4均通过控制单元15进行控制。
25.作为本发明的一种可选技术方案：机器人主体1的内部上表面固定安装有油漆箱35，喷漆泵34的一侧外壁底部固定连接有连接管36并贯穿油漆箱35，机器人主体1的靠近喷漆泵34的一侧下表面固定安装有喷漆板37，喷漆泵34的输入端与控制单元15的输出端相连接，喷漆泵34通过连接管36的配合，实现将油漆通过喷漆板37喷出，装置在经过钢材表面时，实现对除锈表面进行喷漆作业。
26.作为本发明的一种可选技术方案：六轴机械臂314的一端固定连接有激光脉冲除锈器315，六轴机械臂314的输入端与控制单元15的输出端相连接，激光脉冲除锈器315的外壁顶部固定安装有成像仪316，激光脉冲除锈器315的内壁固定连接有激光发射探头317，装置在实际工作时，作业平台存在多种情况，对于狭小空间、角落和螺栓缝隙等位置的作业区域传统的除锈方式不能够满足作业需求，通过在六轴机械臂314顶端设置激光脉冲除锈器315，并通过激光发射探头317的配合，实现对多种作业环境进行灵活的除锈作业，六轴机械臂314能够实现六轴转向，带动激光脉冲除锈器315与多种除锈区域相接触。
27.作为本发明的一种可选技术方案：钢刷32与导板33位于同一水平面，全景摄像头41与信号接收器44双向信号连接，全景摄像头41与信号发射器45双向信号连接，控制单元15的输出端分别与全景摄像头41和信号发射器45的输入端相连接，结合机器人上设置的全景摄像头41以及vr技术，能够便捷的对装置进行远程施工作业控制。
28.作为本发明的一种可选技术方案：驱动器31的输入端与控制单元15的输出端的输出端相连接，驱动器31用于驱动钢刷32高速旋转，视频图像机构4通过电机42进行驱动。
29.作为本发明的一种可选技术方案：行走机构2用于控制电磁吸附钢轮23转动，喷漆泵34与喷漆板37相连接。
30.工作原理：在工作时，首先通过机器人主体1的配合，将装置放置在特定的钢制框架除锈表面，装置的电控元器件均通过控制单元15进行控制，行走机构2通过带动电磁吸附钢轮23转动，并通过电动伸缩杆22将装置与平台分离，从而实现带动机器人吸附在钢制框架上水平移动，通过将钢缆与第一吊杆24和第二吊杆25相连接，钢缆垂吊系统通过固定在钢制框架顶部，实现带动机器人进行升降作业，与此同时，将第一电磁吸板28与钢制框架的竖直面相贴合，第二驱动机211通过带动第二电磁吸板212沿着竖板29下移，实现带动第二电磁吸板212与钢制框架相贴合，此时第一驱动机26通过带动装置沿着滑轨27上移，从而实现将装置沿着钢制框架竖直面移动，通过启动钢刷32和喷漆板37，使装置同时具备除锈和喷涂能力，通过将全景摄像头41与vr技术相结合，并通过信号接收器44和信号发射器45的配合，实现装置与地面工作站的实时性数据交互，使操作人员远程通过vr技术对机器人进行精确控制作业，六轴机械臂314通过带动激光脉冲除锈器315移动，使装置呈现两种除锈喷涂系统，通过六轴机械臂314的设置，并通过激光发射探头317的配合，使装置能够灵活的对钢架结构中的狭小空间进行施工作业。
31.本发明的机器人主体1的表面设置有钢刷32和喷漆板37，使装置同时具备除锈和喷涂能力，机器人整体设计采用模块化的设计方法，并且具备快速拆换快速改变施工工艺的能力，模块化的设计能够有效提升机器人在运行过程中的稳定性，增强机器人在维护养护时的便捷程度，与此同时，通过将全景摄像头41与vr技术相结合，并通过信号接收器44和信号发射器45的配合，实现装置与地面工作站的实时性数据交互，方便操作人员对现场作业场景进行实时视频监视，使操作人员远程通过vr技术对机器人进行精确控制作业，能够有效提升操作人员对装置的控制便捷程度，可便捷的进行整体统一管理，六轴机械臂314通过带动激光脉冲除锈器315移动，使装置呈现两种除锈喷涂系统，可以针对不同的施工作业环境以及施工作业面进行智能的操作选择，能够有效提高装置的工作效率，六轴机械臂314通过与激光发射探头317的配合，使装置能够灵活的对钢架结构中的狭小空间进行施工作业，极大的提高装置的作业质量，行走机构2通过带动电磁吸附钢轮23转动，从而实现带动
机器人吸附在钢制框架上水平移动，通过将钢缆与第一吊杆24和第二吊杆25相连接，钢缆垂吊系统通过固定在钢制框架顶部，实现带动机器人进行升降作业，能够有效地在保证装置在安全的前提下提高防腐作业效率和能力，更好的提升了装置在多种钢制框架表面的适应性，启动吸尘机311，并通过导板33的配合，实现将除锈碎屑和灰尘吸进箱体13内，能够有效避免扬尘对环境造成污染，适于推广普及。
32.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。