去除金属表面附着物的遥控机器人系统的制作方法

本发明属于去除金属附着物的技术领域，尤其涉及一种去除金属表面附着物的遥控机器人系统。

背景技术：

在维修保养船舶甲板、船体、石化行业的储油储气用的槽/柜/箱、输油管等等，一般都需要去除其表面的油漆、涂料、锈层、防火涂料等各种涂层。

近年来，国外一些公司如rprtechnologies将电磁加热的技术用于去除金属表面的附着物。电磁感应加热是通过把电能转化为磁能，使被加热金属感应到磁能而发热的一种加热方式。其原理是感应加热电源产生的交变电流通过感应器线圈产生交变磁场，导磁性金属置于其中切割交变磁力线，从而在物体内部产生交变的电流，即涡流。涡流使物体内部的原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热物品的效果。电磁感应去除金属表面附着物的原理是利用电磁感应加热技术，加热金属板，由于温度差异从而破坏金属表面与涂层间的接合界面，达到去除金属表面附着物的目的。专利ep2084939b对这个技术做了简要介绍。

在应用现有的电磁感应设备去除金属附着物时，目前都是由人员操作完成。如果是比较平整的平面操作，设备应用还比较方便。但是如果在处理一些立式的或斜面的对象时，人员操作非常不方便。如果被处理对象较高或者操作区域比较狭窄，人员操作还有一定的安全隐患。

另外，在进行金属附着物去除时，有时并不需要把附着物全部清除，而是只对需要修补的地方进行清除。如果操作人员处理一些立式的或斜面的对象时，不能方便的观察被清除的对象，还会造成误操作，带来损失。

技术实现要素：

本发明提供一种去除金属表面附着物的遥控机器人系统，特别适合于在一些人工操作不方便的区域进行工作，如：一些立式的或斜面的对象，消除人工操作的难度；而且，可以进行有针对性的去除，提高去除金属表面附着物工作的效率。

本发明的技术方案是：一种去除金属表面附着物的遥控机器人系统，机器人的手臂上安装了电磁加热设备的感应线圈，利用电磁感应加热技术去除金属表面的附着物；同时，在机器人手臂上安装视频采集设备，实时采集工作区域的图像，传送到操作人员的遥控系统上，由操作人员进行判断是否需要进行附着物去除，并发送指令给机器人和电磁感应设备进行控制，完成对指定区域的金属附着物的去除；机器人安装于带有滚轮的移动平台上，由操作人员遥控控制平台的移动，更换操作区域，实现大面积作业。

所述的去除金属表面附着物的遥控机器人系统由六个主要功能单元组成：一)多自由度机器人；二)电磁感应电源主机；三)电磁感应线圈；四)图像采集设备；五)移动平台；六)无线通讯系统；七)遥控系统。

所述的多自由度机器人是一个六轴工业机器人手臂。它由机器人本体，控制箱，操作屏幕，工具夹手和限位开关组成。操作屏幕实现对机器人进行编程和示教，将任务指令发送到控制箱控制机器人本体按设定的轨迹移动工具来操作电磁感应设备的感应线圈，从而去除金属表面的附着物。机器人操作工具时，当接触到被处理的对象时，限位开关使得机器人停止往前的动作，避免有太大的外力作用到被处理的金属板，对金属板和机器人造成损害。

所述的电磁感应电源主机由控制电路板、电源管理模块、整理滤波电路、高频逆变电路、风冷模块及通讯电路组成。所述的电磁感应线圈按设计的规则形状由铜导线制作而成。这两个功能单元配合工作，采用电磁感应加热的原理，加热金属板，使得由于温度差异从而破坏金属表面与涂层间的接合界面。电磁感应加热的功率和频率可以进行人工设定，通过通讯接口把指令和参数发送到电源的主控单元完成设置和调节。

所述的图像采集设备是一个高分辨率摄像头。高分辨率摄像头实时采集被处理的金属板的图像，通过无线通讯系统发送到操作人员的遥控操作面板上，进行判断是否需要进行附着物去除。如果需要，操作人员就会就发送指令启动电磁感应电源设备和感应线圈进行附着物的去除。

所述的移动平台是一个四轮移动小车，它由小车本体、电机驱动和控制系统组成。移动平台上承载了机器人系统。

机器人系统的移动，由操作人员通过所述的无线通讯系统和遥控系统控制移动平台的移动来实现，更换操作区域，实现大面积作业。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行说明，以期更好地理解本发明。在附图中：

图1为系统结构框图；

图2为外部形状示意图。

具体实施方式

图1示意了本发明的一个实施例的系统结构框图。所述的去除金属表面附着物的遥控机器人系统由七个主要功能单元组成：一)多自由度机器人1；二)电磁感应电源主机2；三)电磁感应线圈3；四)图像采集设备4；五)移动平台5；六)无线通讯系统6；七)遥控系统7。机器人1的手臂上安装了电磁加热设备的感应线圈3，利用电磁感应加热技术去除金属表面的附着物；同时，在机器人1手臂上安装视频采集设备4，实时采集工作区域的图像，传送到操作人员的遥控系统7上，由操作人员进行判断是否需要进行附着物去除，并发送指令给机器人1和电磁感应电源主机2进行控制，完成对指定区域的金属附着物的去除；机器人安装于带有滚轮的移动平台5上，由操作人员遥控控制平台的移动，更换操作区域，实现大面积作业。图2给出了一个是实施例的外部形状示意图。

所述的多自由度机器人1是一个六轴工业机器人手臂。它由机器人本体8，控制箱9，操作屏幕10，工具夹手11和限位开关12组成。操作屏幕10实现对机器人1进行编程和示教，将任务指令发送到控制箱9控制机器人本体8按设定的轨迹移动工具来操作电磁感应设备的感应线圈3，从而去除金属表面的附着物。机器人操作工具夹手11时，当接触到被处理的对象时，限位开关12使得机器人停止往前的动作，避免有太大的外力作用到被处理的金属板，对金属板和机器人造成损害。

所述的电磁感应电源主机2由控制电路板、电源管理模块、整理滤波电路、高频逆变电路、风冷模块及通讯电路组成。所述的电磁感应线圈3按设计的规则形状由铜导线制作而成。这两个功能单元配合工作，采用电磁感应加热的原理，加热金属板，使得由于温度差异从而破坏金属表面与涂层间的接合界面。电磁感应加热的功率和频率可以进行人工设定，通过通讯接口把指令和参数发送到电源的主控单元完成设置和调节。

所述的图像采集设备4是一个高分辨率摄像头。高分辨率摄像头实时采集被处理的金属板的图像，通过无线通讯系统6发送到操作人员的遥控操作面板7上，进行判断是否需要进行附着物去除。如果需要，操作人员就会就发送指令启动电磁感应电源设备2和感应线圈3进行附着物的去除。

所述的移动平台5是一个四轮移动小车，它由小车本体、电机驱动和控制系统组成。移动平台5上承载了机器人系统1。

机器人系统1的移动，由操作人员通过所述的无线通讯系统6和遥控系统7控制移动平台5的移动来实现，更换操作区域，实现大面积作业。

虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以对本发明作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书意图覆盖在本发明真正构思范围内的所有这些修改和变型。

技术特征：

1.一种去除金属表面附着物的遥控机器人系统，由七个主要功能单元组成：一)多自由度机器人；二)电磁感应电源主机；三)电磁感应线圈；四)图像采集设备；五)移动平台；六)无线通讯系统；七)遥控系统。

2.如权利要求1所述的多自由度机器人是一个六轴工业机器人手臂。它由机器人本体，控制箱，操作屏幕，工具夹手和限位开关组成。操作屏幕实现对机器人进行编程和示教，将任务指令发送到控制箱控制机器人本体按设定的轨迹移动工具来操作电磁感应设备的感应线圈；机器人操作工具夹手接触到被处理的对象时，限位开关使得机器人停止往前的动作。

3.如权利要求1所述的图像采集设备是一个高分辨率摄像头。

4.如权利要求1所述的移动平台是一个带有电机驱动系统的移动小车。

5.如权利要求1所述的遥控系统是一个带有遥控控制按钮和显示屏幕的手持遥控器。

技术总结
本发明提供一种去除金属表面附着物的遥控机器人系统，机器人的手臂上安装了电磁加热设备的感应线圈，利用电磁感应加热技术去除金属表面的附着物；同时，在机器人手臂上安装视频采集设备，实时采集工作区域的图像，传送到操作人员的遥控系统上，由操作人员进行判断是否需要进行附着物去除，并发送指令给机器人和电磁感应设备进行控制，完成对指定区域的金属附着物的去除；机器人安装于带有滚轮的移动平台上，由操作人员遥控控制平台的移动，更换操作区域，实现大面积作业。该发明适合于在一些人工操作不方便的区域进行工作，如：一些立式的或斜面的对象，消除人工操作的难度；而且，可以进行有针对性的去除，提高工作效率。

技术研发人员：蔡瑜;付旭
受保护的技术使用者：南京航景信息科技有限公司
技术研发日：2019.03.06
技术公布日：2020.09.15