一种适用于船舶曲面的清理机构的制作方法

文档序号:13290252阅读:134来源:国知局
技术领域本实用新型属于机器人领域,涉及一种清理机构,尤其涉及一种适用于船舶曲面的清理机构。

背景技术:
爬壁机器人是移动机器人领域的一个重要分支,它是将地面移动机器人技术与吸附技术有机结合起来,可以在垂直、弯曲等壁面上附着爬行,并可以携带工具完成一定的作业任务,大大扩展了机器人的应用范围。目前,爬壁机器人主要应用于核工业、石化工业、造船业、消防部门及侦查活动等,例如对高楼外壁面进行清洗、对船舶外壁面进行喷涂作业、对石化企业中的储料罐的外壁进行检测和维护、对大面积钢板进行喷漆、以及在高楼事故中进行抢险救灾等。目前,大部分爬壁机器人均具有一定的曲面适应能力,可以在一定曲率范围内进行曲面运动,但其携带的作业工具并不能完全适应曲面变化,因此,现阶段的爬壁机器人在垂直面的作业效果尚可,但在曲面作业的情况下,则存在作业效果不均匀、甚至无法作业的情况。而在船舶工业,大部分的作业区域为曲面,现有的爬壁机器人的作业工具无法很好的适应该曲面作业。因此开发一款适应于曲面清理作业的机构对于爬壁机器人以及船舶制造业具有重大意义。

技术实现要素:
针对现有技术的缺陷和需求,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,其目的在于解决爬壁机器人作业工具无法曲面作业或作业效果不均匀的问题。为实现上述目的,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,包括俯仰运动装置和清洁装置;其中,俯仰运动装置包括俯仰固定板、俯仰活动板和推拉件;推拉件的上端与俯仰固定板的上端旋转连接,下端与俯仰活动板的一端旋转连接;俯仰活动板的另一端与俯仰固定板的下端旋转连接,构成俯仰角度;推拉件伸长,推动俯仰活动板与其连接的一端下降,俯仰角度变大;推拉件缩短,拉动俯仰活动板与其连接的一端上升,俯仰角度变小;清洁装置与俯仰活动板连接,并随之进行俯仰运动。进一步,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,还可以具有这样的特征:还包括直线往复运动装置;其中,直线往复运动装置包括滑轨和滑台;滑台与滑轨滑动连接;俯仰固定板固定于滑台上,随之进行直线往复运动。进一步,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,还可以具有这样的特征:还包括自适应装置;其中,自适应装置包括自适应活动板和至少1组自适应组件;自适应组件包括滑动轴和弹性件;滑动轴上端与俯仰活动板固定连接,下端穿过自适应活动板,与其滑动连接;弹性件套于滑动轴上,位于俯仰活动板和俯仰活动板之间,向自适应活动板施加朝向作业面的压力;清洁装置固定安装在自适应活动板上。进一步,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,还可以具有这样的特征:其中,自适应组件还包括直线轴承;直线轴承与自适应活动板固定连接,套于滑动轴上。进一步,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,还可以具有这样的特征:其中,俯仰运动装置包括两块平行设置的俯仰固定板,还包括上转轴、下转轴和转轴安装座;推拉件设于两块俯仰固定板之间,上端通过上转轴与俯仰固定板的上端旋转连接,下端通过转轴安装座与俯仰活动板的一端旋转连接;俯仰活动板的另一端通过下转轴与两块俯仰固定板的下端旋转连接,构成俯仰角度。进一步,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,还可以具有这样的特征:其中,俯仰运动装置还包括俯仰限位件;俯仰限位件设于俯仰固定板的下端,靠近其与俯仰活动板的连接处,用于限制俯仰角度的变化范围。进一步,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,还可以具有这样的特征:其中,推拉件为电缸。进一步,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,还可以具有这样的特征:其中,清洁装置包括喷枪,与俯仰活动板连接。进一步,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,还可以具有这样的特征:其中,清洁装置还包括若干个万向球,安装于喷枪周围。进一步,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,还可以具有这样的特征:还包括监控相机,用于监控清洁装置的作业效果。本专利的有益效果在于:本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,其中,俯仰运动装置可以根据曲面情况调整喷枪的位置和角度,始终保证喷枪和曲面贴合;不作业时,控制喷枪脱离作业面,可以提高爬壁小车的快速移动能力,进一步提高爬壁机器人在复杂地形的越障能力。其中,往复运动装置采用滑台搭载喷枪的形式进行清理作业,大大提高清理作业的范围和清理效率。其中,自适应装置采用弹性预紧结构,使喷枪始终贴合壁面,保证清理效果。另外,清洁装置采用集成式喷枪,节约了安装空间,同时保证了清理过程无污染。附图说明图1是一种用于船舶曲面的清理机构的立体图;图2是一种用于船舶曲面的清理机构的立体图;图3是图2中Ⅰ区域放大图;图4是一种用于船舶曲面的清理机构的俯视图;图5是一种用于船舶曲面的清理机构的主视图;图6是一种用于船舶曲面的清理机构的侧视图;图7是一种用于船舶曲面的清理机构的作业示意图。具体实施方式以下结合附图来说明本实用新型的具体实施方式。如图1所示,本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构,包括框架100、往复运动装置200、俯仰运动装置300、自适应装置400、清洁装置500和监控装置600。如图1所示,框架100用于安装和支撑清洁机构的各个装置。如图2所示,往复运动装置200包括滑轨201、滑台202、电机203和减速器204。滑轨201设置在框架100的横梁上,滑台202安装在滑轨201上,减速器204和电机203连接,共同驱动滑台202在滑轨201上进行直线往复运动。如图3和4所示,俯仰运动装置300包括2块俯仰固定板301、俯仰活动板302、推拉件303、上转轴304、下转轴305、旋转安装座306和2个俯仰限位件307。本实施例中,推拉件303为电缸,俯仰限位件307为限位螺栓。2块俯仰固定板301平行地固定于滑台202上,随之进行直线往复运动。电缸303设于2块俯仰固定板301之间,上端通过上转轴304与俯仰固定板301的上端旋转连接,下端通过转轴安装座306与俯仰活动板302的一端旋转连接;俯仰活动板302的另一端通过下转轴305与2块俯仰固定板301的下端旋转连接,构成俯仰角度。电缸303伸长,推动俯仰活动板302与其连接的一端下降,俯仰角度变大;电缸303缩短,拉动俯仰活动板302与其连接的一端上升,俯仰角度变小。使电缸303的伸缩运动转化为俯仰活动板302的俯仰运动,同时可以随滑台202进行往复运动。2个限位螺栓307分别固定于2块俯仰固定板301下端,靠近其与俯仰活动板302的连接处,即下转轴305处,用于限制俯仰角度的变化范围。如图4、5和6所示,自适应装置400包括自适应活动板401和2组平行设置的自适应组件402,其中,自适应组件402包括滑动轴4021、直线轴承4022、弹性件4023和限位螺母4024。本实施例中,弹性件4023为弹簧。滑动轴4021上端固定于俯仰活动板302的外端,直线轴承4022套于滑动轴4021上、与自适应活动板401固定连接,使自适应活动板401与滑动轴4021滑动连接,同时随俯仰活动板302进行俯仰运动。弹簧4023套于滑动轴4021上,位于俯仰活动板302和自适应活动板401之间,向自适应活动板401施加朝向作业面的压力,使自适应活动板401始终趋向于作业面。限位螺母4024分别固定于滑动轴4021的下端,用于限制俯仰活动板302的滑动范围。如图2所示,清洁装置500包括喷枪501、v型块502、进砂管503、导向柱504、进砂管夹505、回砂管506、回砂管弯头507和4个万向球508。本实施例中,喷枪501为集成喷枪。集成喷枪501通过v型块502竖直固定于自适应活动板401的中间位置,枪头朝向作业面。进砂管503一端安装于集成喷枪501上端的中央,并通过导向柱504固定在自适应活动板401上,另一端通过进砂管夹505固定于框架100的侧臂上。回砂管506一端安装于集成喷枪501上端的侧面,另一端通过回砂管弯头507固定于框架100的侧臂上。集成喷枪501、以及进砂管503和回砂管506与其连接的一端均随自适应活动板401运动,包括俯仰运动和往复与运动,同时使集成喷枪501的枪头始终贴合曲面。4个万向球508呈矩阵状安装于集成喷枪501的枪头周围,用于保证集成喷枪501与作业面贴合紧密。如图1所示,监控相机600安装于框架100的侧壁上,用于监控清理作业的效果以及清理装置500的状态,及时调整工艺参数。本实用新型提供一种用于船舶曲面的清理机构的工作原理:如图7所示,框架100安装在爬壁机器人700尾部。作业时,爬壁机器人700前部的距离传感器读取曲面800距离信息,计算出该曲面800的曲率半径,根据几何关系转化为电缸303的伸缩量,俯仰装置300使电缸303的伸缩运动转化为俯仰活动板302的俯仰运动,从而使集成喷枪501进行适应曲面800的俯仰运动。自适应装置400使集成喷枪501的枪头始终贴合曲面800,另外,往复运动装置200使集成喷枪501进行直线往复运动,提高清理作业范围和效率。当无需清理作业时,电缸303收缩,集成喷枪501抬起,保证爬壁机器人可以在曲面800上快速移动。
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