[发明专利]用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人

说明书

技术领域

本发明属于吸附式机器人，具体是一种用于干式和湿式钢质表面焊缝打磨、除锈除漆的一种磁隙式爬壁机器人。

背景技术

大型球罐的焊缝打磨和船舶等大型钢质表面除锈(漆)作业历来是人工作业，既危险又效率低。采用爬壁机器人进行上述作业，可大大减少危险性，但在进行除锈(漆)作业时，由于作业的打击力(焊缝打磨、摩擦力和250MPa超高压水射流除锈的打击力)都比较大，作业宽度在250～350mm，作业轨迹需灵活实现横移、纵移、转弯换行等动作，爬壁机器人必须具备吸附可靠、运行平稳、转向灵活、高空承载作业和作业工具转速可调节等技术条件。现有的单一的真空式或磁吸性爬壁机器人均满足不了上述要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人，采用磁隙式吸附为主，真空吸附为辅的复合吸附形式，实现了重载爬壁，无接触磁性吸附和运行作业的目标。本发明的爬壁机器人不仅适用于现有干、湿式作业环境，也可用于类似的大型钢质工作壁面作业，如水下作业、大型钢结构表面作业等发明内容。

本发明的技术方案如下：

用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人，包括有框式结构的机器人骨架，机器人骨架底部安装有轮系行走机构，机器人骨架内有真空负载腔壳体，真空负载腔壳体内安装有可旋转的作业工具，所述的真空负载腔壳体的唇边设有具弹性的密封裙边与工作壁面贴合，真空负载腔壳体上具有真空抽吸口，其特征在于所述的爬壁机器人上安装有磁块，与工作壁面之间产生磁吸力；机器人骨架与真空负载腔壳体之间通过多个连接点柔性连接。

所述的用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人，其特征在于所述的爬壁机器人的机器人骨架、真空负载腔壳体或轮式行走机构的骨架上安装有磁块。

所述的用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人，其特征在于所述的磁块与工作壁面之间的距离2-10mm可调。

所述的用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人，其特征在于所述的机器人骨架与真空负载腔壳体之间活动连接有多个气缸，通过气缸活塞的伸缩带动真空负载腔壳体使其密封裙边与工作壁面之间始终保持良好贴合。

所述的用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人，其特征在于机器人骨架与真空负载腔壳体之间采用柔性连接，当机器人转向时，真空腔体与机器人本体骨架能形成相对转动，从而可减少机器人转向时阻力，使其转向更灵活。

所述的用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人，其特征在于机器人骨架上连接有钢丝绳。

所述的用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人，其特征在于所述的轮系行走机构为履带式行走机构，履带式行走机构包括设置于所述的机器人骨架两侧的履带轮系，每个履带轮系由安装于机器人骨架上的二个从动轮、一个主动轮以及装配于二个从动轮与主动轮外的履带组成，所述的机器人骨架上安装有气动马达作为主动轮驱动装置。

所述的用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人，其特征在于所述的可旋转的作业工具是指旋转打磨砂轮或旋转射流喷头，所述的作业工具安装于真空负载腔壳体内，所述的机器人骨架上安装有作业工具的气动马达驱动装置。

本发明爬壁机器人以磁隙式吸附为主进行载重爬壁行进，其磁块与钢质工作壁面的距离可调节，以产生不同的磁吸附力适应不同重量，不同行进速度和不同作业方式的要求，所爬工作壁面可以是90°垂直面、大直径球面、柱面；也可以是钢质容器等内壁顶面。

本发明人设计了用于干、湿环境的磁隙式爬壁机器人，其干式旋转打磨砂轮或湿式旋转射流喷头都采用气动马达强制其在真空负载腔内旋转作业，且一般情况下加载于磁隙式爬壁机器人的中心位置，由其带动实现全自动化遥控作业，真空负载腔壳体内置干式旋转打磨砂轮或湿式旋转射流喷头，可按照预定的作业轨迹灵活实现横移、纵移、换行、转弯等动作。所有动作和无极调节行进速度均由操作人员遥控气动马达进行。作业后的废屑、废水等都由真空泵机组抽吸至储罐。这既不同于单一的真空吸附式爬壁机器人，严重限制了机器人重量和一旦泵故障造成安全隐患；又不同于磁块贴壁吸附式爬壁机器人，由于摩擦力太大而影响机器人运行的灵活性。本发明的爬壁机器人由气动(或电动)马达带动履带行走，而由磁块组成的吸附单元分别置于履带两侧并与作业的钢质表面不接触而形成可调节的磁隙，该磁隙既保证了机器人的磁性吸附，又保证了机器人的灵活爬行，极有利于同质量机器人的节能与控制，是爬壁机器人重型化、商品化的有效形式。

附图说明

图1为干、湿环境焊缝打磨、船舶除锈(漆)作业的成套设备。

图2为爬壁机器人俯视结构图。

图3为轮式行走机构结构图。