本發(fā)明涉及船舶噴漆技術(shù)，特別是一種船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在船舶分段外表面等大范圍開放導(dǎo)磁性工作面中，由于工作范圍通常較大，在進(jìn)行噴涂作業(yè)時(shí)需要臨時(shí)搭建腳手架，施工人員再攀附到腳手架上進(jìn)行噴漆作業(yè)。這種噴涂方式自動(dòng)化程度低，環(huán)境污染程度高，對(duì)施工人員的身體健康會(huì)造成嚴(yán)重危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)及方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：一種船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)，包括爬壁機(jī)器人、防護(hù)起重單元、控制單元、噴漆工藝設(shè)備單元、噴槍和顯示設(shè)置終端；

所述爬壁機(jī)器人通過永磁吸附的方式吸附于船舶外表面，噴槍搭載于爬壁機(jī)器人上，所述控制單元用于控制爬壁機(jī)器人前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎及噴槍姿態(tài)的調(diào)整；

所述噴漆工藝設(shè)備單元與噴槍之間通過氣路及油漆輸出管路連接，用于將液態(tài)涂料經(jīng)高壓輸送至噴槍；所述防護(hù)起重單元通過柔性防護(hù)繩連接爬壁機(jī)器人；所述顯示設(shè)置終端用于工作系統(tǒng)的狀態(tài)顯示、故障報(bào)警和參數(shù)設(shè)置。

一種船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)的噴漆方法，包括如下步驟：

步驟1，將磁力起重器吸附于船舶外表面，將防墜器掛接于磁力起重器上，防墜器的防護(hù)繩連接至爬壁機(jī)器人的本體；

步驟2，將爬壁機(jī)器人放置于船舶外表面；

步驟3，通過顯示設(shè)置終端對(duì)爬壁機(jī)器人運(yùn)動(dòng)參數(shù)、噴漆工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定；

步驟4，通過無線遙控系統(tǒng)進(jìn)行爬壁機(jī)器人的使能，下發(fā)爬壁機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)指令；

步驟5，通過無線遙控系統(tǒng)開啟噴槍電磁閥，爬壁機(jī)器人按照遙控路徑進(jìn)行噴漆作業(yè)；

步驟6，完成噴漆工序后，通過無線遙控系統(tǒng)調(diào)整爬壁機(jī)器人及噴槍姿態(tài)，進(jìn)入下一道噴漆工序；

步驟7，當(dāng)所有噴漆工序執(zhí)行結(jié)束后，關(guān)閉噴槍電磁閥并將爬壁機(jī)器人驅(qū)動(dòng)至待卸載區(qū)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：

(1)本發(fā)明提供了一種船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)，解決了船舶噴漆作業(yè)采用人工并需要搭建較多輔助設(shè)施的問題，增加噴漆效率，減少漆霧對(duì)施工人員的危害，減少噴漆成本；(2)本發(fā)明采用了噴漆輸出裝置與主機(jī)分離的方式，有效減少了爬壁機(jī)器人的負(fù)重，增加了爬壁機(jī)器人的適應(yīng)性；(3)本發(fā)明采用遠(yuǎn)程遙控的方式對(duì)爬壁機(jī)器人及工藝設(shè)備進(jìn)行控制，所有控制均可在遙控器上進(jìn)行，操作更加方便；(4)本發(fā)明專利的噴漆輸出裝置安裝在爬壁機(jī)器人背部的旋轉(zhuǎn)軸上，可進(jìn)行360°的旋轉(zhuǎn)，增加了噴漆作業(yè)的環(huán)境適應(yīng)性；(5)本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾能力強(qiáng)、便于維護(hù)、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)工作示意圖。

圖3為本發(fā)明的控制單元原理框圖。

圖4為爬壁機(jī)器人組成圖。

圖5為爬壁機(jī)器人行進(jìn)方向噴漆作業(yè)示意圖。

圖6為調(diào)整爬壁機(jī)器人及噴槍姿態(tài)作業(yè)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1、圖2，一種船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)，包括爬壁機(jī)器人10、防護(hù)起重單元8、控制單元12、噴漆工藝設(shè)備單元11、噴槍14和顯示設(shè)置終端15；

所述爬壁機(jī)器人10通過永磁吸附的方式吸附于船舶外表面7，噴槍14搭載于爬壁機(jī)器人10上，所述控制單元12用于控制爬壁機(jī)器人前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎及噴槍14姿態(tài)的調(diào)整；

所述噴漆工藝設(shè)備單元11與噴槍14之間通過氣路及油漆輸出管路16連接，用于將液態(tài)涂料經(jīng)高壓輸送至噴槍14；所述防護(hù)起重單元8通過柔性防護(hù)繩連接爬壁機(jī)器人10；所述顯示設(shè)置終端15用于工作系統(tǒng)的狀態(tài)顯示、故障報(bào)警和參數(shù)設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述顯示設(shè)置終端15用于爬壁機(jī)器人最大行走速度、最小行走速度、擺動(dòng)角度的設(shè)置，并顯示工作時(shí)間、當(dāng)前工作狀態(tài)及故障報(bào)警。

進(jìn)一步的，所述工作系統(tǒng)還包括無線遙控系統(tǒng)13，用于下發(fā)動(dòng)作指令。

進(jìn)一步的，所述防護(hù)起重單元8為磁力起重器，磁力起重器吸附于船舶外表面7，下部掛接防墜器9，防墜器9的防護(hù)繩與爬壁機(jī)器人10連接。

進(jìn)一步的，如圖4所示，所述爬壁機(jī)器人10包括驅(qū)動(dòng)輪組件18、永磁鐵19、萬向輪20、直流電機(jī)21和擺桿17；所述永磁鐵19安裝在驅(qū)動(dòng)輪組件18中，驅(qū)動(dòng)輪組件18通過直流電機(jī)21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；擺桿17末端安裝噴槍14，擺桿通過直流電機(jī)可進(jìn)行360°擺動(dòng)；萬向輪20用于對(duì)爬壁機(jī)器人進(jìn)行支撐過渡。

進(jìn)一步的，所述萬向輪20中裝有磁塊。

進(jìn)一步的，所述噴槍14與噴漆工藝設(shè)備單元11之間設(shè)置氣路控制閥。

一種船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)的噴漆方法，包括如下步驟：

步驟1，將磁力起重器吸附于船舶外表面，將防墜器掛接于磁力起重器上，防墜器的防護(hù)繩連接至爬壁機(jī)器人的本體；

步驟2，將爬壁機(jī)器人放置于船舶外表面；

步驟3，通過顯示設(shè)置終端對(duì)爬壁機(jī)器人運(yùn)動(dòng)參數(shù)、噴漆工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定；

步驟4，通過無線遙控系統(tǒng)進(jìn)行爬壁機(jī)器人的使能，下發(fā)爬壁機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)指令；

步驟5，通過無線遙控系統(tǒng)開啟噴槍電磁閥，爬壁機(jī)器人按照遙控路徑進(jìn)行噴漆作業(yè)；

步驟6，完成噴漆工序后，通過無線遙控系統(tǒng)調(diào)整爬壁機(jī)器人及噴槍姿態(tài)，進(jìn)入下一道噴漆工序；

步驟7，當(dāng)所有噴漆工序執(zhí)行結(jié)束后，關(guān)閉噴槍電磁閥并將爬壁機(jī)器人驅(qū)動(dòng)至待卸載區(qū)。

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例

一種船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)，包括爬壁機(jī)器人10、噴漆工藝設(shè)備單元11、噴槍14、控制單元12、防護(hù)起重單元8和顯示設(shè)置終端15。

控制單元12：該系統(tǒng)的控制單元融合了爬壁機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、噴槍姿態(tài)控制、噴漆工藝設(shè)備涂料輸送控制和無線遠(yuǎn)程控制；結(jié)合圖3，控制單元作為船舶噴漆機(jī)器人的控制中樞，用于操作指令的上傳及下發(fā)。無線遙控系統(tǒng)13將操作人員的動(dòng)作命令轉(zhuǎn)化為無線信號(hào)發(fā)送至控制單元，控制單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行解析，分別對(duì)噴槍電磁閥的開關(guān)或機(jī)器人的姿態(tài)進(jìn)行控制。同時(shí)，工作系統(tǒng)的工藝參數(shù)可通過顯示設(shè)置終端進(jìn)行設(shè)置。

爬壁機(jī)器人10：基于實(shí)際的使用需求，行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)均通過驅(qū)動(dòng)器連接到通訊總線上，運(yùn)動(dòng)控制器通過通訊總線實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器的控制。行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪中埋入永磁鐵，使爬壁機(jī)器人能夠吸附于船舶外表面。為使爬壁機(jī)器人具有較大的驅(qū)動(dòng)力矩，電機(jī)輸出軸連接減速機(jī)。

噴漆工藝設(shè)備單元11：噴漆工藝設(shè)備單元的主機(jī)與噴槍14分離，主機(jī)通過油漆輸送管路為噴槍14提供油漆。噴槍搭載于爬壁機(jī)器人的擺桿17上，油漆輸送與否通過噴槍電磁閥進(jìn)行控制。

防護(hù)起重單元8：基于實(shí)際使用需求，通過磁力起重器吸附于船舶外表面，下部掛接防墜器9，防墜器9的防護(hù)繩連接至爬壁機(jī)器人本體；當(dāng)爬壁機(jī)器人本體下墜速度超過2m/s時(shí)，防護(hù)起重單元8會(huì)自動(dòng)鎖緊，保證爬壁機(jī)器人本體的安全。

顯示設(shè)置終端15：顯示設(shè)置終端為用戶的工藝定制提供了便捷的方式?？赏ㄟ^手動(dòng)設(shè)置行走速度、轉(zhuǎn)彎速度、擺動(dòng)角度、擺動(dòng)速度等參數(shù)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，則可預(yù)存參數(shù)數(shù)據(jù)，方便下次使用時(shí)調(diào)用。

結(jié)合圖5，爬壁機(jī)器人10在行進(jìn)方向上進(jìn)行噴漆作業(yè)時(shí)，擺桿17始終處于與爬壁機(jī)器人10行進(jìn)方向垂直的角度。

結(jié)合圖6，當(dāng)爬壁機(jī)器人10完成行進(jìn)方向的噴漆作業(yè)后，關(guān)閉噴槍電磁閥，同時(shí)利用兩驅(qū)動(dòng)輪的反向和差速運(yùn)動(dòng)，爬壁機(jī)器人10轉(zhuǎn)換方向并進(jìn)入下一噴涂區(qū)域，調(diào)整噴槍姿態(tài)。當(dāng)爬壁機(jī)器人10與噴槍14的姿態(tài)調(diào)整結(jié)束后，開啟噴槍電磁閥，進(jìn)行該區(qū)域的噴漆工作。

本發(fā)明的船舶噴漆機(jī)器人工作系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程遙控、油漆輸出裝置與噴漆設(shè)備主機(jī)分離、永磁吸附等方式實(shí)現(xiàn)爬壁機(jī)器人的噴漆作業(yè)，解決了復(fù)雜工況下爬壁機(jī)器人和大功率噴漆工藝設(shè)備的集成應(yīng)用等問題，實(shí)現(xiàn)涂裝工作自動(dòng)化、高效化、潔凈化。