[发明专利]用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人

权利要求书

1.一种用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人，其特征在于：包括机架(1)、用于带动机架(1)移动的移动装置(2)、用于吸附船舶外板的吸附装置(3)、用于喷涂船舶外板的喷涂装置(4)和用于感知周围环境和确定喷涂装置作业高度的检测反馈装置(5)，其中移动装置(2)与机架固连，吸附装置(3)、喷涂装置(4)和检测反馈装置(5)均位于机架(1)上，可随着机架(1)一同移动，作业时吸附装置(3)提供吸附力吸附船舶外板，移动装置(2)带动机架(1)及其上吸附装置(3)、喷涂装置(4)和检测反馈装置(5)一同沿船舶外板移动。

2.根据权利要求1所述的用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人，其特征在于：所述移动装置(2)包括对称设置于机架两侧的履带组件和位于机架上为履带组件移动提供驱动力的气动马达(201)，该气动马达(201)的两侧输出轴通过齿轮组件驱动履带组件移动，通过控制气动马达(201)两侧输出轴的转速差控制履带组件的直行和转向。

3.根据权利要求2所述的用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人，其特征在于：所述履带组件包括平行设置的主动轴(202)和承载轴(203)、对称设置在主动轴(202)和承载轴(203)两侧的固定板(204)、穿设在主动轴(202)和承载轴(203)上的链轮(205)以及啮合于链轮(205)上用于传动的驱动链(206)和履带(207)。

4.根据权利要求3所述的用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人，其特征在于：所述齿轮组件包括设于气动马达输出轴上的大齿轮(208)和设于履带组件主动轴(202)上的小齿轮(209)，且大齿轮(208)和小齿轮(209)相互啮合传动。

5.根据权利要求1所述的用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人，其特征在于：所述吸附装置(3)包括与船舶外板相距一可调间隙的永磁吸附装置和真空吸附装置，其中永磁吸附装置对称设置于履带组件两侧，真空吸附装置位于机架(1)中间朝向船舶外板一侧。

6.根据权利要求5所述的用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人，其特征在于：所述永磁吸附装置包括与机架可活动连接的永磁体架(301)和嵌入永磁体架内的永磁体(302)，通过调节永磁体架(301)可调节永磁吸附装置与船舶外板之间的间隙大小；永磁体(302)形成磁场通过间隙和船舶外板产生磁力线回路提供吸附力。

7.根据权利要求5所述的用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人，其特征在于：所述真空吸附装置包括真空吸附腔(303)和与船舶外板相贴合的柔性裙边(304)，真空吸附腔(303)通过管道与外设气缸相连接，并由气缸提供吸附力。

8.根据权利要求1所述的用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人，其特征在于：所述喷涂装置(4)包括机械臂、用于支撑机械臂与机架(1)连接的支撑架(401)、用于驱动机械臂运动的驱动装置以及设置在机械臂上的喷枪(402)。

9.根据权利要求8所述的用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人，其特征在于：所述机械臂包括两对称设置的单自由度平行四边形机构(403)以及用于驱动平行四边形机构(403)运动的驱动轴(404)，所述驱动装置包括相互连接的步进电机(405)和涡轮蜗杆减速机(406)，涡轮蜗杆减速机(406)的输出轴与驱动轴(404)相连接；步进电机(405)启动，涡轮蜗杆减速机(406)带动驱动轴(404)驱动平行四边形机构(403)运动。

10.根据权利要求9所述的用于船舶外板喷涂的复合吸附方式爬壁机器人，其特征在于：所述检测反馈装置(5)包括位于机架(1)朝向船舶外板一侧上的摄像头(501)和设于步进电机输出轴处的编码器(502)，距离船舶外板高度h的计算公式为h＝l×cosα，其中l为平行四边形机构中第一连杆长度，β为平行四边形机构中第一连杆与机架平面的初始夹角，θ为编码器读取步进电机输出轴转动角度，i为涡轮蜗杆减速机的传动比。