一种金属壁面打磨装置的制作方法

本申请涉及壁面处理技术领域，具体涉及一种金属壁面打磨装置。

背景技术：

岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)是集装箱码头的主力装卸设备和标志性建筑，在各大港口码头中的地位和作用历来被人们重视和关注，港口一般都布置在海边，因为处于海洋性气候环境，常年多风多雨，海风中夹杂的氯离子会对金属壁面造成持续的破坏，常年雨水的酸碱性物质也会对金属壁面造成一定程度的腐蚀破坏。此外，有些码头环境最高温度能达到39℃多，最低温度-13℃多，设备温度最高能达到50℃，最低-15℃，恶劣的环境温度也会使得金属壁面发生起皮等。岸桥属于大型露天设备，一般设计寿命都达到30多年。在这样的环境下岸桥经过几十年的风吹日晒雨淋，长期以来，金属壁面会发生不同程度的腐蚀生锈及起皮，极大的影响了港口码头整体的美观性。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种金属壁面打磨装置，能够攀附在金属壁面上对金属壁面进行打磨处理。

第一方面，本申请提供的一种金属壁面打磨装置，包括：车架；磁吸装置，安装在所述车架上，用于将所述车架吸附在金属壁面上；移动装置，安装在所述车架上，用于带动所述车架移动；以及打磨装置，安装在所述车架上，用于对金属壁面打磨。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述移动装置包括：驱动电机，设置在所述车架上，用于输出驱动动力；减速机，装配在所述驱动电机的输出轴上，用于调节所述驱动电机输出轴的转速；驱动轮，设置在所述车架侧方，轮轴与所述减速机的输出轴连接，用于带动所述车架移动；转向器，设置在所述车架上，用于输出转向动力；以及转向轮，安装在所述转向器的输出轴上，用于改变所述车架的移动方向；其中，所述金属壁面打磨装置进一步包括：控制器，配置为与所述驱动电机连接通信以控制所述驱动电机启停，与所述减速机连接通信以控制所述减速机调节转速，与所述转向器连接通信以控制转向器转向。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述打磨装置包括：第一打磨装置，设置在所述车架头端，用于对金属壁面进行打磨；以及第二打磨装置，设置在所述车架尾端，用于对金属壁面进行打磨；其中，第二打磨装置包括：升降器，安装在所述车架上，用于提供升降动力；打磨驱动器，设置在所述升降器的升降端上，用于提供打磨动力；以及磨盘，安装在所述打磨驱动器的输出轴上，用于对金属壁面打磨；其中，所述升降器通过升降动作来调节所述磨盘与金属壁面的相互压力；所述控制器进一步配置为：与所述第一打磨装置连接通信以控制所述第一打磨装置启停；与所述升降器连接通信以控制所述升降端升降，与所述打磨驱动器连接通信以控制所述打磨驱动器的转速，用于控制所述第二打磨装置的打磨强度。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，进一步包括：壁面检测装置，设置在所述车架上，用于采集金属壁面的表面状况并生成表面数据；所述控制器进一步配置为：与所述壁面检测装置和所述第二打磨装置连接通信，接收所述壁面检测装置发送的所述表面数据，根据所述表面数据与所述打磨强度的预设对应关系，以及根据所述打磨强度与所述升降器升降数据和所述打磨驱动器驱动数据的预设对应关系，控制所述升降器以及所述打磨驱动器，对金属壁面进行对应打磨强度的打磨。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述壁面检测装置包括：摄像装置，设置在所述车架上，用于采集金属壁面的表面图像并生成图像数据；所述控制器进一步配置为：与所述摄像装置连接通信并接收所述图像数据，对所述图像数据采用图像识别算法计算得出金属壁面的表面粗糙度，根据所述表面粗糙度与打磨强度的预设对应关系，以及根据所述打磨强度与所述升降器的升降数据和所述打磨驱动器的驱动数据的预设对应关系，控制所述升降器以及所述打磨驱动器，对金属壁面进行对应打磨强度的打磨。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述壁面检测装置包括：表面粗糙度测量仪，设置在所述车架上，用于采集金属壁面的粗糙数据；所述控制器进一步配置为：与所述表面粗糙度测量仪连接通信并接收所述粗糙数据，根据所述粗糙数据与打磨强度的预设对应关系，以及根据所述打磨强度与所述升降器的升降数据和所述打磨驱动器的驱动数据的预设对应关系，控制所述升降器以及所述打磨驱动器，对金属壁面进行对应打磨强度的打磨。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，进一步包括：环境探测器，设置在所述车架周围，用于探测金属壁面上的可行驶区域并生成行驶限制信息；所述控制器进一步配置为：与所述环境探测器连接通信并接收所述行驶限制信息，根据所述行驶限制信息控制所述移动装置使得所述车架行驶在可行驶区域内。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，进一步包括：区域限制装置，设置在金属壁面上，用于在金属壁面上生成虚拟墙，所述虚拟墙构建所述可行驶区域；所述环境探测器配置为：探测金属壁面上所述虚拟墙生成所述行驶限制信息并发送给所述控制器。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述环境探测器包括：雷达探测器，配置为：探测金属壁面上的障碍物的空间位置，根据障碍物的空间位置生成所述行驶限制信息并发送给所述控制器。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述磁吸装置包括：永磁铁，设置在所述车架底部，磁力方向为与金属壁面相互吸引；以及电磁铁，设置在所述车架底部，磁力方向与金属壁面相互排斥；其中，所述控制器与所述电磁铁连接通信，并发送驱动信号以调控所述电磁铁的磁力，用于调控车架在金属壁面上的攀附力。

本申请在使用时，磁吸装置使得车架能够攀附在金属壁面上，金属壁面通常与水平面具有一定夹角，例如倾斜、竖直、倒立的金属壁面，移动装置带动车架在金属壁面上移动，在移动过程中，打磨装置对金属壁面进行打磨，将金属壁面上的铁锈、起皮、瑕疵等打磨掉，使得金属壁面更加光滑整洁。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种金属壁面打磨装置的结构示意图。

图2所示为本申请另一实施例提供的一种金属壁面打磨装置的结构示意图。

图3所示为本申请另一实施例提供的一种金属壁面打磨装置的部分结构示意图。

图4所示为本申请另一实施例提供的一种金属壁面打磨装置的结构示意图。

图5所示为本申请另一实施例提供的一种金属壁面打磨装置的结构示意图。

图6所示为本申请另一实施例提供的一种金属壁面打磨装置的部分结构示意图。

图7所示为本申请另一实施例提供的一种金属壁面打磨装置的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提出一种金属壁面打磨装置，参照图1所示，该金属壁面打磨装置包括：车架1、磁吸装置2、移动装置3和打磨装置4；磁吸装置2安装在车架1上，用于将车架1吸附在金属壁面上；移动装置3安装在车架1上，用于带动车架1移动；打磨装置4安装在车架1上，用于对金属壁面打磨。

本实施例在使用时，磁吸装置2使得车架1能够攀附在金属壁面上，金属壁面通常与水平面具有一定夹角，例如倾斜、竖直、倒立的金属壁面，移动装置3带动车架1在金属壁面上移动，在移动过程中，打磨装置对金属壁面进行打磨，将金属壁面上的铁锈、起皮、瑕疵等打磨掉，使得金属壁面更加光滑整洁。

在一些实施例中，参照图1和2所示，移动装置包括：驱动电机301、减速机302、驱动轮303、转向器304和转向轮305；驱动电机301设置在车架1上，用于输出驱动动力；减速机302装配在驱动电机301的输出轴上，用于调节驱动电机301输出轴的转速；驱动轮303设置在车架1侧方，驱动轮303的轮轴与减速机302的输出轴连接，用于带动车架1移动；转向器304设置在车架1上，用于输出转向动力；转向轮305安装在转向器304的输出轴上，用于改变车架1的移动方向；其中，金属壁面打磨装置进一步包括：控制器，配置为与驱动电机301连接通信以控制驱动电机301启停，与减速机302连接通信以控制减速机302调节转速，与转向器304连接通信以控制转向器304转向。

在本实施例的使用中，控制器输出控制信号来控制驱动电机301输出移动动力，控制器同时控制减速机302对驱动电机301输出轴转速调节后输出至驱动轮303，驱动轮303带动车架1在金属壁面上移动，在移动过程中，磁吸装置2始终使得车架1能够攀附在金属壁面上。同时，控制器还输出控制信号来控制转向器304进行转向，使得车架1能够改变在金属壁面上的移动方向。通过本实施例，可以向控制器发送控制信号，在控制器的控制下，使得车架1可以在金属壁面上进行移动和转向。

在一些实施例中，参照图2和3所示，打磨装置包括：第一打磨装置401和第二打磨装置，第一打磨装置401设置在车架1头端，用于对金属壁面进行打磨；其中，第二打磨装置设置在车架尾端，用于对金属壁面进行打磨；其中，第二打磨装置包括：升降器402、打磨驱动器404和磨盘405，其中，升降器402安装在车架1上，用于提供升降动力；打磨驱动器404设置在升降器402的升降端403上，用于提供打磨动力；磨盘405安装在打磨驱动器404的输出轴上，用于对金属壁面打磨；其中，升降器402通过升降动作来调节磨盘405与金属壁面的相互压力；控制器进一步配置为：与第一打磨装置401连接通信以控制第一打磨装置401启停；与升降器402连接通信以控制升降端403升降，与打磨驱动器404连接通信以控制打磨驱动器404转速，用于控制第二打磨装置的打磨强度。

本实施例在使用过程中，在车架1行进过程中，处于车架1头端的第一打磨装置401首先对金属壁面进行一次初步打磨，该初步打磨可以是一次粗磨。在经过粗磨后，第二打磨装置对金属壁面再进行一次打磨，打磨驱动器404输出动力来带动磨盘405转动，磨盘405对金属壁面进行打磨；通过控制器控制升降器402，以控制升降端403升降，从而控制磨盘405与金属壁面之间的相互压力，压力越大打磨效果越精细，压力越小打磨效果越粗糙。控制器还可用于打磨驱动器404的转速，来调节磨盘405对金属壁面的打磨转速。通过上述过程，控制器通过控制升降端403升降来调节磨盘405对金属壁面的压力，以及控制打磨驱动器404的转速以控制磨盘405的转速，从而实现对金属壁面不同强度的打磨。根据需要，可控制升降器402和打磨驱动器404来进行不同强度的打磨。

通过本实施例，向控制器下发控制信号后便可对金属壁面进行二次打磨，第一次可以是通过第一打磨装置401进行较为粗糙的打磨，将一些较大的瑕疵起皮打磨掉，再通过第二打磨装置进行较为精细的打磨；通过对金属壁面进行二次打磨，可以一定程度地提升对金属壁面的打磨效果，更好地打磨清理掉金属壁面的铁锈、起皮、瑕疵等。

在一些具体实施例中，打磨驱动器404可以包括有电机和减速器，电机用于提供主要的打磨动力，减速器装配在电机的输出轴上，用于调节电机输出轴的转速，磨盘再与减速器的输出轴联动即可。

在一些具体实施例中，第一打磨装置401可选用水砂打磨装置，在车架1行进过程中，处于车头位置的第一打磨装置401对金属壁面初次粗磨。此外，第一打磨装置401也可采用第二打磨装置的结构，也通过打磨强度可控的方式对金属壁面进行打磨。

在一些实施例中，参照图4所示，该金属壁面打磨装置进一步包括：壁面检测装置5，设置在车架1上，用于采集金属壁面的表面状况并生成表面数据；控制器进一步配置为：与壁面检测装置和第二打磨装置连接通信，接收壁面检测装置发送的表面数据，根据表面数据与打磨强度的预设对应关系，以及根据打磨强度与升降器升降数据和打磨驱动器驱动数据的预设对应关系，控制升降器以及打磨驱动器，对金属壁面进行对应打磨强度的打磨。

在本实施例中，壁面检测装置5可以设置在车架1四周多个位置处或者车架1底部，对金属壁面进行表面状况采集，采集后生成一个金属壁面的表面数据，该表面数据中包括了金属壁面的粗糙瑕疵情况。在预先标定时，标定每一种粗糙瑕疵情况对应一个打磨强度；同时标定每一个打磨强度对应一个升降器的升降数据，该升降数据对应升降端的一个行程值；还标定每一个打磨强度对应一个打磨驱动器的转速值。采集到表面数据后，根据表面数据中的粗糙瑕疵情况，控制器通过查表或其他方式查询到某粗糙瑕疵情况对应的打磨强度，然后控制器再根据打磨强度和升降数据及驱动数据的预设对应关系，控制升降器和打磨驱动器执行对应的升降行程及打磨驱动器转速，从而对金属壁面执行对应的打磨强度。通过本实施例，可以对金属壁面进行适应强度的打磨，以防对铁锈瑕疵较多的金属壁面打磨不足，或防止对已经较为光滑的金属壁面过度打磨；其中，过度打磨可能会导致金属壁面受损，或导致磨盘磨损过快。

在一些实施例中，壁面检测装置包括：摄像装置，设置在车架上，用于采集金属壁面的表面图像并生成图像数据；控制器进一步配置为：与摄像装置连接通信并接收图像数据，对图像数据采用图像识别算法计算得出金属壁面的表面粗糙度，根据表面粗糙度与打磨强度的预设对应关系，以及根据打磨强度与升降器的升降数据和打磨驱动器的驱动数据的预设对应关系，控制升降器以及打磨驱动器，对金属壁面进行对应打磨强度的打磨。

本实施例在使用中，通过摄像装置对金属壁面直接进行图像采集，再采用图像识别算法来计算金属壁面的表面粗糙度，该图像识别算法可采用特征提取算法。预先对多种表面粗糙度进行特征设定，在对图像数据进行图像识别时，调用预先设定的表面粗糙度对应的特征，从图像数据中提取表面粗糙度的特征，再将两者进行比对来得出图像数据中的表面粗糙度。这类采用图像识别算法对图像数据的处理方式，还可以有其他类似的多种方式，在此不再赘述。预先标定每一种表面粗糙度对应的打磨强度，控制器得到图像数据中的表面粗糙度后，查询得到对应的打磨强度，再根据打磨强度与升降器升降数据和打磨驱动器驱动数据的预设对应关系，控制升降器调节至对应的升降数据，以及控制打磨驱动器调节至对应的转速数据，从而实现对金属壁面进行对应打磨强度的打磨。

在一些实施例中，壁面检测装置包括：表面粗糙度测量仪，设置在车架上，用于采集金属壁面的粗糙数据；控制器进一步配置为：与表面粗糙度测量仪连接通信并接收粗糙数据，根据粗糙数据与打磨强度的预设对应关系，以及根据打磨强度与升降器的升降数据和打磨驱动器的驱动数据的预设对应关系，控制升降器以及打磨驱动器，对金属壁面进行对应打磨强度的打磨。

本实施例在使用中，直接采用表面粗糙度测量仪对金属壁面进行粗糙度检测，表面粗糙度测量仪可以设置在车架的四周或底部，测量出金属壁面的粗糙数据后，控制器根据粗糙数据来实现对应的打磨强度。预先标定时，标定不同粗糙数据对应不同的打磨强度，不同的打磨强度对应升降器的不同升降数据、以及对应不同的打磨驱动器转速。表面粗糙度测量仪检测到金属壁面的粗糙数据后，控制器根据粗糙数据与打磨强度的预设对应关系，控制升降器以及打磨驱动器，对金属壁面实现对应打磨强度的打磨。

在一些实施例中，如图5所示，该金属壁面打磨装置进一步包括：环境探测器6，设置在车架1周围，用于探测金属壁面上的可行驶区域并生成行驶限制信息；控制器进一步配置为：与环境探测器6连接通信并接收行驶限制信息，根据行驶限制信息控制移动装置使得车架1行驶在可行驶区域内。

本实施例在使用过程中，环境探测器6对车架1周围探测得到车架1周围的可行驶区域并生成行驶限制信息，可行驶区域可以是由障碍物限定，也可以是由虚拟墙限定。控制器得到该行驶限制信息后，将该行驶限制信息计算转化为驱动电机、减速机和转向器的运行数据。控制器与驱动电机连接通信以控制驱动电机启停，与减速机连接通信以控制减速机调节转速，与转向器连接通信以控制转向器转向。控制器通过控制移动装置里的驱动电机、减速机和转向器，使得车架1行驶在可行驶区域中。通过本实施例，使得车架1可以避开无法行驶的区域。

在一些实施例中，该金属壁面打磨装置进一步包括：区域限制装置，设置在金属壁面上，用于在金属壁面上生成虚拟墙，虚拟墙构建可行驶区域；环境探测器配置为：探测金属壁面上虚拟墙生成行驶限制信息并发送给控制器。

本实施例在使用中，通过设定虚拟墙的方式来构建可行驶区域，环境探测器6探测到虚拟墙后生成行驶限制信息，行驶限制信息发送给控制器后，控制器再控制移动装置使得车架行驶在可行驶区域内。区域限制装置例如可采用红外光生成器，其在金属壁面上照射多束红外光构建一个虚拟墙，多个虚拟墙互相再构成可行驶区域。环境光探测器6中包括有红外探测器，其能够探测到由红外光构建的可行驶区域，并生成行驶限制信息发送给控制器。

在一些实施例中，环境探测器包括：雷达探测器，雷达探测器配置为：探测金属壁面上的障碍物的空间位置，根据障碍物的空间位置生成行驶限制信息并发送给控制器。

本实施例在使用中，通过雷达探测方式来检测金属壁面上的障碍物，障碍物便是车架无法行驶前往的区域，障碍物所在的空间位置限定了可行驶区域，生成的行驶限制信息中包括了障碍物的空间位置，控制器接收到该行驶限制信息后，控制移动装置使得车架避开障碍物。上述空间位置还可以是：车架行驶时，雷达探测器探测到了前方的障碍物，该障碍物便是无法行驶前往的区域，探测到障碍物时及时发送给控制器，控制器控制车架避开障碍物。

在一些实施例中，如图6和图7所示，磁吸装置包括：永磁铁201和电磁铁202，永磁铁201设置在车架1底部，磁力方向为与金属壁面相互吸引；电磁铁202设置在车架1底部，磁力方向与金属壁面相互排斥；其中，控制器与电磁铁202连接通信，并且控制器向电磁铁202发送驱动信号以调控电磁铁202的磁力，用于调控车架1在金属壁面上的攀附力。

本实施例在使用时，永磁铁201能够始终将车架吸附在金属壁面上。在预先设计结构时，可以选用吸力较大的永磁铁201，在电磁铁202未通电工作时，永磁铁201能够使得车架1稳定地攀附在金属壁面上，防止车架1从金属壁面上掉落。在车架1需要行进对金属壁面各处进行打磨除锈时，由于永磁铁201吸力较大，因此移动装置带动车架1行进时的阻力较大，此时控制器控制电磁铁202工作，电磁铁202产生向金属壁面排斥的磁力，从而抵消一部分永磁铁201对金属壁面的吸引力，降低移动装置带动车架1行进时的阻力，使得车架1在金属壁面上的行进更为灵活。在车架1不需要行进时，控制器控制电磁铁202关闭，永磁铁201将车架稳定地攀附在金属壁面上。

在图6所示的实施例中，永磁铁201和电磁铁202分离设置，分别处于车架1的不同位置处。在图7所示的实施例中，电磁铁202设置在永磁铁201和车架1之间，电磁铁202工作时依然能够对金属壁面进行排斥，从而降低车架1在金属壁面上的攀附力；通过电磁铁202和永磁铁201重叠设置的方式，还可以节省两者在车架1上的占用空间。需注意电磁铁202和永磁铁201重叠后的厚度以及各自的厚度需要合理控制，使得移动装置的驱动轮303能够与金属壁面接触，不受电磁铁202和永磁铁201的影响。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置和设备中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此申请的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。