一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人的制作方法

本实用新型涉及一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人，应用领域为船舶除锈和油田油罐等大型金属表面除锈。

背景技术：

近年来，随着科技的不断发展，我国在喷砂除锈机器人方面的研究已经取得长足的发展，但伴随着船舶越来越大型化，对磁吸附式爬壁机器人负载能力、吸附能力和越障能力要求也越来越高，面对有焊缝和负角度的工作表面，传统的磁吸附式爬壁机器人一味增强磁铁吸附力，爬行中的爬壁机器人后方的磁铁块离开工作表面时由于吸附力过大造成磁铁安装板出现弯曲变形问题,及机器人停止工作时不易卸除问题。为此，我们提出一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人。

技术实现要素：

本实用新型提供一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人，克服上述现有技术之不足，有效解决现有磁吸附式爬壁机器人在不同工作表面的越障问题及吸附力不足等问题。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人包括行走系统、辅助吸盘系统、动力系统、和爬壁机器人架体。

所述行走系统包括履带机构、后置链轮、驱动链轮、履带支撑架和可伸缩弹簧减震器；所述履带机构包括履带、磁铁安装板、橡胶圈保护板、磁铁固定板、矩形永磁铁块和橡胶圈；所述履带机构安装在所述爬壁机器人架体两侧，所述磁铁安装板与履带固接，采用优质不锈钢冲压制成，中间部分两翼各有一个所述磁铁固定板，两端各加工有一个所述橡胶圈保护板，所述磁铁安装板上面安装有两块并排的所述矩形永磁铁块，所述矩形永磁铁块安装在所述磁铁固定板之间，无间隙贴合，所述磁铁固定板长度与两块并排安装的所述矩形磁铁块长度相等，所述橡胶圈安装在所述磁铁安装板两端，所述橡胶圈保护板高度与所述磁铁固定板高度相同，且略低于所述矩形永磁铁块高度，所述橡胶圈高度略高于所述矩形永磁铁块；所述履带支撑架前端连接所述可伸缩弹簧减震器的后端，后端连接所述后置链轮，所述可伸缩弹簧减震器前端连接所述驱动链轮，所述可伸缩弹簧减震器包括弹簧、芯轴和套管，所述套管后端与所述履带支撑架连接，所述芯轴后端插入所述套管前端，所述弹簧套在所述芯轴上。

所述辅助吸盘系统安装在所述爬壁机器人架体的前端，包括辅助吸盘主板、矩形永磁铁块、矩形电磁铁和万向轮，所述矩形永磁铁块并排固定在所述辅助吸盘主板的一侧，所述矩形电磁铁安装在所述辅助吸盘另一侧，所述矩形永磁铁块与所述矩形电磁铁呈上下两排，高度相同，所述万向轮并排安装在所述辅助吸盘主板前后两端，所述矩形永磁铁块和所述矩形电磁铁高度略低于所述万向轮。

所述动力系统包括电机和减速器，所述电机与所述减速器配合安装，组成一个驱动组，所述驱动组安装在所述爬壁机器人架体前半部分，左右并列安装，分别独立工作。

所述爬壁机器人架体由钢板和方钢管焊接而成，架体前腔用于安装所述动力系统，架体后腔用于安装相应的除锈装置。

本实用新型的有益效果：本实用新型一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人，磁铁安装板由冲压制成，中间部分加工有磁铁固定板，可以加强抗弯曲能力，因此可以安装大吸力的矩形永磁铁块而不变形，同时可以固定矩形永磁铁块使之不浮动，磁铁安装板两端加工有橡胶圈保护板，以避免橡胶圈在越障过程中发生磨损；前端设置辅助吸盘系统以增大吸附力矩，从而增大抗倾覆能力，以适应不同的负角度爬行，同时可以增加爬壁机器人负载，辅助吸盘采用永磁铁和电磁铁配合安装，电磁铁可大大增加辅助吸盘的吸附力，同时在突然断电的情况下矩形永磁铁块还可以保证一定的吸附力，安全可靠，爬壁机器人行走过程中，辅助吸盘系统由万向轮接触工作表面，矩形永磁铁块与矩形电磁铁与工作面保持微小距离，以减小与工作面之间的摩擦，卸载辅助吸盘系统时断电即可大大减小其吸附力，以便容易卸下；弹簧减震装置可以根据不同的工作表面自动伸缩以改变履带的松紧程度，从而爬壁机器人在爬越障碍时可以保持稳定的吸附状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1：本实用新型一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人的示意图；

图2：本实用新型一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人的吸附单元图；

图3：本实用新型一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人的辅助吸盘系统图；

图4：本实用新型一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人的履带支撑架示意图。

图中：1.辅助吸盘系统、2.爬壁机器人架体、3.架体前腔、4.减速器、5.电机、6.履带、7.架体后腔、8.橡胶圈保护板、9.磁铁安装板、10.矩形永磁铁块、11.磁铁固定板、12.橡胶圈、13.万向轮、14.矩形电磁铁、15.辅助吸盘主板、16.后置链轮17.履带支撑架、18.套管、19.弹簧、20.芯轴、21.驱动链轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

一种用于船舶喷砂除锈的新型磁吸附式爬壁机器人包括行走系统、辅助吸盘系统、动力系统、和爬壁机器人架体。

行走系统包括履带机构、后置链轮16、驱动链轮21、履带支撑架17和可伸缩弹簧减震器，履带机构包括履带6、磁铁安装板9、橡胶圈保护板8、磁铁固定板11、矩形永磁铁块10和橡胶圈12，履带机构安装在爬壁机器人架体2两侧，磁铁安装板9与履带6固接，采用优质不锈钢冲压制成，中间部分两翼各有一个磁铁固定板11，两端各加工有一个橡胶圈保护板8，磁铁安装板11上面安装有两块并排的矩形永磁铁块10，矩形永磁铁块10安装在磁铁固定板11之间，无间隙贴合，磁铁固定板11长度与两块并排安装的矩形磁铁块10长度相等，橡胶圈12安装在磁铁安装板9两端，橡胶圈保护板8高度与所述磁铁固定板11高度相同，且略低于所述矩形永磁铁块10高度，所述橡胶圈12高度略高于所述矩形永磁铁块10；履带支撑架17前端连接可伸缩弹簧减震器的后端，后端连接后置链轮16，可伸缩弹簧减震器前端连接驱动链轮21，可伸缩弹簧减震器包括弹簧19、芯轴20和套管18，套管18后端与履带支撑架17连接，芯轴20后端插入套管18前端，弹簧19套在芯20轴上。

辅助吸盘系统1安装在爬壁机器人架体2的前端，包括辅助吸盘主板15、矩形永磁铁块10、矩形电磁铁14和万向轮13，矩形永磁铁块10并排固定在辅助吸盘主板15的一端，矩形电磁铁14安装在辅助吸盘主板15的另一端，矩形永磁铁块10与矩形电磁铁14呈上下两排，高度相同，万向轮13并排安装在辅助吸盘主板15前后两侧，矩形永磁铁块10和矩形电磁铁14高度略低于万向轮13。

动力系统包括电机5和减速器4，电机5与减速器4配合安装，组成一个驱动组，驱动组安装在爬壁机器人架体2前半部分，左右并列安装，分别独立工作。

爬壁机器人架体2由钢板和方钢管焊接而成，架体前腔3用于安装动力系统，架体后腔7用于安装相应的除锈装置。

爬壁机器人爬行时，爬壁机器人前方的辅助吸盘系统1吸附在工作表面上，万向轮13接触工作面，矩形永磁铁块10和矩形电磁铁14与工作面保持微小间隔，发生意外断电后，矩形永磁铁块10可以保证一定的吸附力，保证爬壁机器人稳定性和安全性，需要卸载辅助吸盘系统1时，断开电源，矩形电磁铁14磁力消失，辅助吸盘系统1的吸附力大大减小，便于取下，履带6前方的矩形永磁铁块10吸合到工作面，后方的矩形永磁铁块10离开工作表面，离开表面时对磁铁安装板9局部产生很大的吸附力，磁铁固定板11可以增大其抗弯曲能力，避免磁铁安装板9出现弯曲变形等问题，爬壁机器人爬越障碍物时，履带6前端受到向上的局部压力，转换为对可伸缩弹簧减震器的压力，从而使弹簧19压缩，芯轴20尾端进入套管18，使履带6变松，保证在越障过程中除接触障碍物的局部的其他部分能吸附在工作表面上。