一种船体超声除锈喷漆一体机器人

本发明属于船舶表面智能清理装置，具体涉及一种船体超声除锈喷漆一体机器人。

背景技术：

1、由于船舶在海上长时间暴露在海水和空气中，不可避免会产生氧化生锈的现象，船体除锈是船舶工业的重要环节，一旦船体生锈严重，会影响船舶航行的安全。因此，需要对其进行定期的除锈和喷漆维护，从而延长船舶使用寿命。

2、传统主要采用人工除锈喷漆方式进行船舶的维护，而对于传统的人工除锈喷漆方式而言，其存在着作业效率低、危险程度高等问题。目前市面上出现多种用于船舶除锈的爬壁机器人，通过超高压水射流的方式或者使用清洁刷对铁锈进行清理，然而铁锈较为坚硬，刷子的清洁效果不理想，超高压水射流的方法能耗过大且不易于机器人的船体吸附。

3、因此，本领域亟需开发一种可以实现高效除锈喷漆工作，能对船体表面的铁锈进行清理和重新喷漆，以提高船体的维护效率和延长船舶的使用寿命。

技术实现思路

1、基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明提供了一种船体超声除锈喷漆一体机器人。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种船体超声除锈喷漆一体机器人，包括车架、超声除锈单元、喷漆单元及行走吸附单元，行走吸附单元包括数个车轮及磁吸片，车轮安装于车架，行走吸附单元的底部安装磁吸片；超声除锈单元包括超声加工旋转机构和超声清理刷工具头，超声加工旋转机构安装于车架，超声加工旋转机构的下端连接超声清理刷工具头，超声清理刷工具头的底面低于车轮的底面，即超声清理刷工具头的底部低于车轮轮面底部的水平线；所述的喷漆单元安装于车架。

4、优选的，超声加工旋转机构包括产生高频电信号的超声电源、将电信号转化为机械振动的换能器、放大振动倍率的变幅杆、内轴套、外轴套和法兰，其中，超声电源与换能器通过导电滑环连接，换能器与变幅杆的一端连接，变幅杆的另一端与超声清理刷工具头连接。换能器和变幅杆相连后伸入内轴套之内且换能器的上段处于内轴套之外，变幅杆的下段处于内轴套之外，内轴套通过轴承转动式的安装于外轴套内，外轴套固定于车架；内轴套与变幅杆通过法兰相连，超声振动通过安装法兰传递到内轴套上。

5、优选的，外轴套通过轴向浮动轴承和滚子轴承与内轴套连接。

6、优选的，外轴套与轴向浮动轴承和滚子轴承的中间位置相对应处开有方孔作为视窗。

7、优选的，超声清理刷工具头具有刷毛，刷毛伸出车架的底部，且刷毛的底面低于车轮的底面。

8、优选的，喷漆单元包括支架、旋转台和喷漆头，支架安装于车架，支架的上端安装旋转台，旋转台的侧面设有孔，用于连接外部喷漆管，旋转台之上安装喷漆头，喷漆头与旋转台的侧面孔连通。

9、优选的，行走吸附单元还包括驱动电机及磁吸轮毂罩，驱动电机和磁吸轮毂罩都固定于车架，车轮处于磁吸轮毂罩内且通过轮轴定位于磁吸轮毂罩内，驱动电机驱动车轮转动。

10、优选的，车架包括主框架和壳体，主框架呈方形，其上表面安装壳体，壳体呈方体状。

11、优选的，壳体的顶面安装摄像头，位于超声除锈单元前方。

12、优选的，壳体内设控制舱，与超声电源、驱动电机、摄像头等控制连接。

13、本发明与现有技术相比，有益效果是：

14、本发明采用超声除锈的方式，在旋转的同时，提供轴向超声振动，实现以较小的阻力对船体表面的铁锈进行清除，同时配备磁吸件、除锈后的喷漆单元和铁锈观测单元，解决了除锈效率低、爬壁困难等问题，是一款使用简单且高效的船体除锈喷漆机器人。

1.一种船体超声除锈喷漆一体机器人，其特征是包括车架(1)、超声除锈单元(2)、喷漆单元(3)及行走吸附单元(4)，行走吸附单元(4)包括数个车轮(43)及磁吸片(44)，车轮(43)安装于车架(1)，行走吸附单元(4)的底部安装磁吸片(44)；超声除锈单元(2)包括超声加工旋转机构(21)和超声清理刷工具头(22)，超声加工旋转机构(21)安装于车架(1)，超声加工旋转机构(21)的下端连接超声清理刷工具头(22)，超声清理刷工具头(22)的底面低于车轮(43)的底面；所述的喷漆单元(3)安装于车架(1)。

2.如权利要求1所述的一种船体超声除锈喷漆一体机器人，其特征是：超声加工旋转机构(21)包括产生高频电信号的超声电源(211)、将电信号转化为机械振动的换能器(212)、放大振动倍率的变幅杆(213)、内轴套(214)、外轴套(215)和法兰(216)，其中，超声电源(211)与换能器(212)通过导电滑环连接，换能器(212)与变幅杆(213)的一端连接，变幅杆(213)的另一端与超声清理刷工具头(22)连接；换能器(212)和变幅杆(213)相连后伸入内轴套(214)之内，内轴套(214)通过轴承转动式的安装于外轴套(215)内，外轴套(215)固定于车架(1)；内轴套(214)与变幅杆(213)通过法兰(216)相连，超声振动通过安装法兰(216)传递到内轴套(214)。

3.如权利要求2所述的一种船体超声除锈喷漆一体机器人，其特征是：外轴套(215)通过轴向浮动轴承(217)和滚子轴承(218)与内轴套(214)连接。

4.如权利要求3所述的一种船体超声除锈喷漆一体机器人，其特征是：外轴套(215)与轴向浮动轴承(217)和滚子轴承(218)的中间位置相对应处开有方孔(219)。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种船体超声除锈喷漆一体机器人，其特征是：超声清理刷工具头(22)具有刷毛，刷毛伸出车架(1)的底部，且刷毛的底面低于车轮(43)的底面。

6.如权利要求1所述的一种船体超声除锈喷漆一体机器人，其特征是：喷漆单元(3)包括支架(31)、旋转台(32)和喷漆头(33)，支架(31)安装于车架(1)，支架(31)的上端安装旋转台(32)，旋转台(32)的侧面设有孔，用于连接外部喷漆管，旋转台(32)之上安装喷漆头(33)，喷漆头(33)与旋转台(32)的侧面孔连通。

7.如权利要求1所述的一种船体超声除锈喷漆一体机器人，其特征是：行走吸附单元(4)还包括驱动电机(41)及磁吸轮毂罩(42)，驱动电机(41)和磁吸轮毂罩(42)都固定于车架(1)，车轮(43)处于磁吸轮毂罩(42)内且通过轮轴定位于磁吸轮毂罩(42)内，驱动电机(41)驱动车轮(43)转动。

8.如权利要求1-4或6或7任一项所述的一种船体超声除锈喷漆一体机器人，其特征是：车架(1)包括主框架(11)和壳体(12)，主框架(11)呈方形，其上表面安装壳体(12)，壳体(12)呈方体状。

9.如权利要求8所述的一种船体超声除锈喷漆一体机器人，其特征是：壳体(12)的顶面安装摄像头(6)。

10.如权利要求8所述的一种船体超声除锈喷漆一体机器人，其特征是：壳体(12)内设控制舱(5)。