一種爬壁除銹噴漆機(jī)器人及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人除銹噴漆技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種爬壁除銹噴漆機(jī)器人及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國城市化的腳步越來越快，越來越多的柱形鋼結(jié)構(gòu)被建立起來，小型的如工廠的煙囪、管道，大型的如冷卻塔、50米以上的鋼煙囪，以及標(biāo)準(zhǔn)的72米風(fēng)力發(fā)電塔。這些鋼結(jié)構(gòu)因長期暴露在空氣中，雖然做了一定的防腐措施，但防腐時(shí)間有限，金屬腐蝕問題一直困擾著世界各國。在發(fā)達(dá)國家，每年因?yàn)榻饘俑g造成的經(jīng)濟(jì)損失占高空經(jīng)濟(jì)總值的百分之三左右。煙囪由于其特殊的工作環(huán)境腐蝕情況更加明顯，煙囪的防腐問題引起越來越多的關(guān)注。然而，目前高空煙囪防腐依靠升降臺(tái)或吊籃承載清潔工在高空進(jìn)行作業(yè)，雖然簡單易行，但對(duì)于施工人員相當(dāng)危險(xiǎn)，存在很多的不安全因素。高空作業(yè)最危險(xiǎn)也是最容易發(fā)生的是高空墜落，平均每年都會(huì)有四萬到八萬的高空墜落事故，而百分之八十都死亡。如何能對(duì)高空煙囪的有效除銹是亟待解決的問題，以延長煙囪的使用壽命和保護(hù)施工人員。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有煙囪除銹的至少一個(gè)缺陷，提供一種爬壁除銹噴漆機(jī)器人及其控制方法，其能夠自動(dòng)對(duì)煙囪進(jìn)行除銹、噴漆，且爬行速度快，代替了高危險(xiǎn)的人工操作，并提高了工作效率。
[0004]—方面，本發(fā)明提供了一種爬壁除銹噴漆機(jī)器人，其包括:
[0005]爬壁小車，配置成在被除銹壁面上移動(dòng)；
[0006]除銹裝置，安裝于爬壁小車，配置成至少部分地清除被除銹壁面上的鐵銹；
[0007]噴漆裝置，安裝于爬壁小車，配置成向被除銹壁面上噴涂防銹漆，以在被除銹壁面上形成保護(hù)層。
[0008]進(jìn)一步地，除銹裝置包括:轉(zhuǎn)筒，固定于爬壁小車的車廂底壁上，
[0009]轉(zhuǎn)軸，可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于轉(zhuǎn)筒內(nèi)，且穿過車廂底壁；
[0010]曲面圓盤鋼絲刷，安裝于轉(zhuǎn)軸的穿出車廂底壁的一端，以進(jìn)行除銹。
[0011]進(jìn)一步地，除銹裝置還包括彈壓裝置，安裝于轉(zhuǎn)筒內(nèi)，配置成使曲面圓盤鋼絲刷與被除銹壁面接觸抵靠。
[0012]進(jìn)一步地，除銹裝置還包括除銹劑噴灑裝置，其具有除銹劑容納箱、除銹劑管路、第一增壓栗和第一噴嘴；除銹劑容納箱安裝于爬壁小車的車廂內(nèi)；除銹劑管路的進(jìn)口與除銹劑容納箱連通；第一增壓栗安裝于除銹劑管路上；第一噴嘴安裝于除銹劑管路的出口處，配置成向曲面圓盤鋼絲刷的末端噴送除銹劑。
[0013]進(jìn)一步地，除銹裝置還包括:
[0014]除銹電機(jī)，安裝于爬壁小車的車廂內(nèi)；
[0015]第一錐齒輪，安裝于電機(jī)的輸出軸上；和
[0016]第二錐齒輪，與第一錐齒輪嚙合，且安裝于轉(zhuǎn)軸的另一端。
[0017]進(jìn)一步地，噴漆裝置包括:
[0018]防銹漆容納箱，安裝于爬壁小車的車廂內(nèi)；
[0019]第二噴嘴，安裝于車廂的后部，配置成向被除銹壁面上噴涂防銹漆；
[0020]防銹漆管路，其進(jìn)口與防銹漆容納箱連通，其出口連通至第二噴嘴；
[0021]第二增壓栗，安裝于防銹漆管路上；和
[0022]調(diào)速閥，設(shè)置于防銹漆管路上，以控制防銹漆的流量。
[0023]進(jìn)一步地，爬壁小車包括:
[0024]車廂；和
[0025]兩個(gè)曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)，安裝于車廂的縱向兩側(cè)，每個(gè)曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)包括履帶以及安裝于履帶上的一個(gè)或多個(gè)磁性件，以使爬壁小車吸附于被除銹壁面。
[0026]進(jìn)一步地，每個(gè)曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)還包括:
[0027]主動(dòng)輪組，可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于車廂的前部；
[0028]從動(dòng)輪組，可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于車廂的后部；
[0029]導(dǎo)向輪組，設(shè)置于主動(dòng)輪組的前方；和
[0030]連接板，導(dǎo)向輪組可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝與連接板的一端，連接板的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于主動(dòng)輪組的旋轉(zhuǎn)軸或車廂；且
[0031]每個(gè)曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)的履帶包圍該曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)的主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組和導(dǎo)向輪組。
[0032]進(jìn)一步地，每個(gè)主動(dòng)輪組包括兩個(gè)沿車輛的縱向方向間隔設(shè)置的齒輪或鏈輪；
[0033]每個(gè)從動(dòng)輪組和導(dǎo)向輪組均包括兩個(gè)沿車輛的縱向方向間隔設(shè)置的滾輪；
[0034]每個(gè)履帶為梯形齒同步帶或鏈條式履帶；
[0035]每個(gè)履帶上的磁性件為多個(gè)，沿每個(gè)履帶的周向方向均布在該履帶的位于兩個(gè)齒輪或鏈輪的之間的環(huán)形區(qū)域上。
[0036]另一方面，本發(fā)明提供了一種用于上述任一種爬壁除銹噴漆機(jī)器人的控制方法，包括:
[0037]啟動(dòng)爬壁除銹噴漆機(jī)器人的除銹裝置；
[0038]使爬壁除銹噴漆機(jī)器人的爬壁小車沿被除銹壁面從被除銹壁面的一端爬行至被除銹壁面的另一端；
[0039]開啟爬壁除銹噴漆機(jī)器人的噴漆裝置；
[0040]使爬壁除銹噴漆機(jī)器人的爬壁小車沿被除銹壁面從被除銹壁面的另一端返回被除銹壁面的一端。
[0041]本發(fā)明的爬壁除銹噴漆機(jī)器人及其控制方法中因?yàn)榫哂信辣谛≤?，其攜載有除銹裝置和噴漆裝置，能夠自動(dòng)地去除被除銹壁面上的鐵銹，在完成除銹后可進(jìn)行自動(dòng)噴漆，以保護(hù)被除銹壁面。
[0042]進(jìn)一步地，由于本發(fā)明的爬壁除銹噴漆機(jī)器人及其控制方法中，爬壁小車具有曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)，可使爬壁小車與被除銹壁面之間的吸引力大，對(duì)被除銹壁面的凹凸適應(yīng)性強(qiáng)，安全可靠，不用考慮斷電等意外情況的發(fā)生，有效地防止了爬壁除銹噴漆機(jī)器人的墜落。此外，曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向輪組可自由活動(dòng)，能夠越過大障礙。曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)的中間完全是連桿機(jī)構(gòu)，可以更好地適應(yīng)曲面，越過小障礙，而且可以使爬壁除銹噴漆機(jī)器人的重量均勻的分布到履帶上面。
[0043]進(jìn)一步地，由于本發(fā)明的爬壁除銹噴漆機(jī)器人及其控制方法中，除銹裝置內(nèi)具有彈壓裝置，可使曲面圓盤鋼絲刷緊貼被除銹壁面，以有效地對(duì)被除銹壁面進(jìn)行除銹。此外，除銹裝置可具有除銹劑噴灑裝置，可向被除銹壁面噴灑除銹劑，以與鐵銹進(jìn)行反應(yīng)，從而達(dá)到化學(xué)除銹的目的。機(jī)械除銹和化學(xué)除銹相結(jié)合，顯著提高了除銹效率和除銹效果。
【附圖說明】
[0044]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0045]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的爬壁除銹噴漆機(jī)器人的結(jié)構(gòu)圖；
[0046]圖2是圖1所示爬壁除銹噴漆機(jī)器人的局部結(jié)構(gòu)圖；
[0047]圖3是圖1所示爬壁除銹噴漆機(jī)器人的另一視角的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0049]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的爬壁除銹噴漆機(jī)器人的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，并參考圖2和圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種爬壁除銹噴漆機(jī)器人，其可包括爬壁小車20，以及安裝于爬壁小車20上的除銹裝置30和噴漆裝置40。爬壁小車20可配置成在被除銹壁面上移動(dòng)。除銹裝置30配置成至少部分地清除被除銹壁面上的鐵銹。爬壁小車20在被除銹壁面上移動(dòng)時(shí)，除銹裝置30可同時(shí)工作，以除去被除銹壁面上各個(gè)位置處的鐵銹。噴漆裝置40可配置成向被除銹壁面上噴涂防銹漆，以在被除銹壁面上形成保護(hù)層。當(dāng)爬壁小車20載著除銹裝置30完成對(duì)被除銹壁面除銹后，噴漆裝置40工作，以隨著爬壁小車20的移動(dòng)將防銹漆噴涂到被除銹壁面的各個(gè)地方。
[0050]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中爬壁小車20可包括車廂21和兩個(gè)曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)22。兩個(gè)曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)22可安裝于車廂21的縱向兩側(cè)。每個(gè)曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)22包括履帶221以及安裝于履帶221上的一個(gè)或多個(gè)磁性件，以使爬壁小車20吸附于被除銹壁面，可防止爬壁小車20傾覆和/或墜落。曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)22對(duì)弧面適應(yīng)性強(qiáng)，可面對(duì)曲面弧度比較大的工作環(huán)境。
[0051]具體地，如圖2所示，每個(gè)曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)22還可包括主動(dòng)輪組222、從動(dòng)輪組223和導(dǎo)向輪組224以及連接板225。主動(dòng)輪組222可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于車廂21的前部。從動(dòng)輪組223可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于車廂21的后部。導(dǎo)向輪組224設(shè)置于主動(dòng)輪組222的前方。導(dǎo)向輪組224可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝與連接板225的一端，連接板225的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于主動(dòng)輪組222的旋轉(zhuǎn)軸或車廂21。而且每個(gè)曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)22的履帶221包圍該曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)22的主動(dòng)輪組222、從動(dòng)輪組223和導(dǎo)向輪組224。在本發(fā)明實(shí)施例中，導(dǎo)向輪組224的設(shè)計(jì)能夠使爬壁小車20有效地跨過障礙。
[0052]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，每個(gè)主動(dòng)輪組222包括兩個(gè)沿車輛的縱向方向間隔設(shè)置的齒輪或鏈輪。每個(gè)從動(dòng)輪組223和導(dǎo)向輪組224均包括兩個(gè)沿車輛的縱向方向間隔設(shè)置的滾輪。每個(gè)履帶221為梯形齒同步帶或鏈條式履帶，或者在梯形齒同步帶或鏈條式履帶的外表面安裝一橡膠履帶制成的復(fù)合履帶，以增加與被除銹壁面之間的摩擦力。每個(gè)履帶221上的磁性件為多個(gè)，沿每個(gè)履帶221的周向方向均布在該履帶221的位于兩個(gè)齒輪或鏈輪的之間的環(huán)形區(qū)域上。每個(gè)磁性件可為永磁體，如釹鐵硼永磁體。此種設(shè)計(jì)的履帶221，可使每個(gè)履帶221與壁面的接觸面積更大，永磁體提供的吸附力吸附力大，可進(jìn)一步保障爬壁小車20在被除銹壁面上進(jìn)行移動(dòng)。而且，可以保證每條履帶221上始終有一半的磁性件和被除銹壁面接觸，為吸附提供足夠的保障。本發(fā)明爬壁除銹噴漆機(jī)器人所工作的壁面材質(zhì)大部分為鐵質(zhì)，機(jī)器人利用磁力吸附在壁面上，安全牢固。
[0053]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，每個(gè)曲面履帶式爬行結(jié)構(gòu)22還可包括連桿機(jī)構(gòu)226，其可包括三角塊，三角塊的一個(gè)角部可通過轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于爬壁小車20的車廂21，另外兩個(gè)角部分別安裝于一個(gè)滾動(dòng)組件。滾動(dòng)組件可包括三角體固定架，三角體固定架的一個(gè)棱部可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于三角塊的一個(gè)角部。三角體固定架的另外兩個(gè)棱部可分別安裝一滾輪，每個(gè)滾輪與履帶221的內(nèi)表面相接觸。連桿機(jī)構(gòu)226可使爬壁小車20更好地適應(yīng)曲面，越過小障礙，而且可以使爬壁小車20的重量均勻的分布到履帶221上面。在一些其他的實(shí)施方式中，三角塊的另外兩個(gè)角部可分別安裝兩個(gè)滾動(dòng)組件，兩個(gè)滾動(dòng)組件對(duì)稱地位于三角塊的兩側(cè)。
[0054]在本發(fā)明實(shí)施例中，爬壁小車20還包括驅(qū)動(dòng)裝置23，驅(qū)動(dòng)裝置23配置成驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪組222轉(zhuǎn)動(dòng)，以使小車前進(jìn)或后退。該驅(qū)動(dòng)裝