一種安全穩(wěn)定的多功能爬壁噴漆機器人的制作方法

本發(fā)明涉及爬壁噴漆機器人領域，尤其是涉及一種適于在易燃易爆環(huán)境中穩(wěn)定作業(yè)的多功能爬壁噴漆機器人。

背景技術：

公知的，爬壁機器人又稱為壁面移動機器人，其是一種能夠在垂直的壁面攀爬并完成相關作業(yè)的自動化機器人，這其中就包含用于對大型儲存罐或船舶等物體的垂直壁面進行噴涂作業(yè)的爬壁噴漆機器人，由于垂直壁面作業(yè)屬于極限作業(yè)的范疇，因此爬壁噴漆機器人也稱為極限作業(yè)機器人；目前，常規(guī)的爬壁噴漆機器人所采用的噴漆噴頭，其結構都是將噴頭固定安裝在爬壁噴漆機器人的機械臂前端，然后再通過控制爬壁噴漆機器人的行走來進行相應的噴漆作業(yè)；然而，在長期的實際應用中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的爬壁噴漆機器人存在有如下不足：

1、在大面積噴漆作業(yè)的工況下，其不但噴漆效率相對較低，而且還無法有效保障噴漆的厚度及均勻度，有可能還得需要人工補漆才能滿足作業(yè)要求；同時，在復雜工況環(huán)境下進行爬壁噴漆作業(yè)時，現(xiàn)有的爬壁噴漆機器人對一些非常規(guī)的曲面部位無法進行有效噴漆，還得再通過人工對這些部位進行補漆才能全面完成噴漆作業(yè)；

2、現(xiàn)有的爬壁噴漆機器人采用的車體結構是以四輪驅(qū)動的剛性車體結構，即與車體連接的四個驅(qū)動輪都是以剛性固定連接的，因此爬壁噴漆機器人在平整作業(yè)面上穩(wěn)定的行走作業(yè)是不存在問題的，但是一旦其在石油儲存罐、大型船舶等表面進行噴漆作業(yè)時，受儲存罐、船舶不規(guī)則外表面以及爬壁噴漆機器人剛性車體的影響，爬壁噴漆機器人的四個驅(qū)動輪會產(chǎn)生不同的附著力，從而極易出現(xiàn)爬壁噴漆機器人的某個驅(qū)動輪無法穩(wěn)定的附著在作業(yè)面上的現(xiàn)象，進而不但影響到爬壁噴漆機器人的驅(qū)動力，以及其在作業(yè)面上的整體附著力，而且嚴重時還會導致爬壁噴漆機器人在作業(yè)中行進的路線與規(guī)劃的路線出現(xiàn)偏差，最終使應用方遭受到相應的經(jīng)濟損失；

3、由于一些作業(yè)環(huán)境屬于易燃易爆環(huán)境，例如在存放過相應化學物質(zhì)的罐體內(nèi)作業(yè)，或是在內(nèi)部空間有限，且空氣不流通的腔體內(nèi)進行噴漆作業(yè)時，現(xiàn)有的爬壁機器人在作業(yè)時，其車輪的驅(qū)動系統(tǒng)一旦出現(xiàn)打火，就可能引發(fā)燃燒或閃爆現(xiàn)象，從而給應用方帶來危害；為了防止爬壁噴漆機器人在易燃易爆環(huán)境中作業(yè)時出現(xiàn)燃燒或閃爆的可能，通常都要對其車輪電機及驅(qū)動器進行防爆處理，即通過安裝相應的防爆盒將車輪驅(qū)動系統(tǒng)與漆霧隔離開，從而避免燃燒或閃爆的現(xiàn)象發(fā)生，然而，這樣的防爆盒結構使得爬壁噴漆機器人的外形復雜，體積、重量較大，從而限制了其在有限空間內(nèi)的靈活作業(yè)，導致其在易燃易爆環(huán)境中作業(yè)時無法完全發(fā)揮出車輪的機動性優(yōu)勢；

綜上所述，由于現(xiàn)有的爬壁噴漆機器人在應用中存在有功能單一，需要人工補漆救濟，行進路線容易出現(xiàn)偏差，導致費工費料，成本較高，以及在易燃易爆環(huán)境中作業(yè)時存在有危險因素等情況，因此其非常不利于推廣和應用。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服背景技術中的不足，本發(fā)明公開了一種安全穩(wěn)定的多功能爬壁噴漆機器人，所述的爬壁噴漆機器人不但能夠在大面積工況或復雜工況環(huán)境中有效的完成噴漆作業(yè)，還不需要再進行人工補漆，而且還能夠保障其在空間有限的易燃易爆環(huán)境中靈活作業(yè)。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種安全穩(wěn)定的多功能爬壁噴漆機器人，所述的爬壁噴漆機器人包含噴漆裝置和彈性車輪；所述的噴漆裝置包含主旋轉(zhuǎn)缸、機械臂、副旋轉(zhuǎn)缸、主噴漆噴頭、伸縮缸和橫向噴漆裝置；所述的主旋轉(zhuǎn)缸包含位于下部的固定盤和鉸接在固定盤上部的旋轉(zhuǎn)盤，該固定盤對應固定于爬壁噴漆機器人車體的上部面，該旋轉(zhuǎn)盤的上部面對應與機械臂的底端鉸接；所述的機械臂的頂端固定連接副旋轉(zhuǎn)缸，副旋轉(zhuǎn)缸的旋轉(zhuǎn)軸端頭與主噴漆噴頭固定連接；所述的伸縮缸的一端與主旋轉(zhuǎn)缸的旋轉(zhuǎn)盤側(cè)壁對應鉸接，另一端與機械臂的臂身下側(cè)中部對應鉸接；所述的橫向噴漆裝置安裝于爬壁噴漆機器人車體的上部面，且對應位于主旋轉(zhuǎn)缸固定盤的一側(cè)，該橫向噴漆裝置用于帶動副噴漆噴頭對應沿車體的橫向方向來回移動作業(yè)；

所述的彈性車輪包含車輪本體、連接板、彈簧連接桿和支撐座；所述車輪本體的車輪端蓋外側(cè)面中部與連接板的一端固定連接，連接板的另一端通過銷軸與車體對應鉸接；所述連接板的中部通過軸與彈簧連接桿的一側(cè)端部鉸接，該彈簧連接桿的另一側(cè)桿身設有環(huán)形槽，在環(huán)形槽槽內(nèi)依次活動套接彈簧A、支撐座的底端和彈簧B，且彈簧A和彈簧B的直徑大于支撐座底端通孔的孔徑；所述的支撐座的頂端與車體對應固定連接；所述的車輪本體包含車輪殼、車輪端蓋、防爆插頭和惰性氣體管接口；所述的車輪殼和車輪端蓋相應對接形成一空腔，該空腔內(nèi)固定安置有用于驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置；所述的驅(qū)動裝置設有貫穿車輪端蓋，并固定位于車輪端蓋外側(cè)面的防爆插頭；所述的車輪端蓋設有通至車輪空腔內(nèi)的惰性氣體管接口。

進一步，所述的橫向噴漆裝置包含滑座、滑桿、防護罩和副噴漆噴頭；所述的滑座固定于爬壁噴漆機器人車體的上部面，滑座內(nèi)滑動連接有滑桿，該滑桿的一端端部與安裝有防護罩的副噴漆噴頭固定連接。

進一步，所述的橫向噴漆裝置包含伸縮臂、防護罩和副噴漆噴頭；所述的伸縮臂的底座固定于爬壁噴漆機器人車體的上部面，伸縮臂的端頭與安裝有防護罩的副噴漆噴頭固定連接。

進一步，所述的副旋轉(zhuǎn)缸以橫向或縱向方式固定在機械臂的頂端端部，副旋轉(zhuǎn)缸的旋轉(zhuǎn)軸端頭與主噴漆噴頭對應固定連接。

進一步，所述的機械臂為可伸縮結構。

進一步，所述的主旋轉(zhuǎn)缸、副旋轉(zhuǎn)缸、伸縮缸、主噴漆噴頭、副噴漆噴頭和橫向噴漆裝置設有自動化作業(yè)模式或搖控作業(yè)模式。

進一步，所述的連接板呈一端大一端小的水滴形或葫蘆形結構。

進一步，所述的車輪殼和車輪端蓋之間的結合面以滑動結合面或防爆結合面的形式對接形成空腔。

進一步，所述的惰性氣體管接口設有壓力監(jiān)控裝置。

進一步，所述的惰性氣體管接口的位置與空腔內(nèi)驅(qū)動裝置的位置相對應。

由于采用如上所述的技術方案，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明所述的安全穩(wěn)定的多功能爬壁噴漆機器人易于制造，便于使用；首先，所述的爬壁噴漆機器人設置了能夠360度轉(zhuǎn)動作業(yè)的主噴漆噴頭和能夠橫向移動作業(yè)的副噴漆噴頭，即采用了主副噴漆噴頭組合在一起的結構，因此所述的爬壁噴漆機器人不但能夠通過主噴漆噴頭進行多自由度的噴漆作業(yè)，而且還能夠通過副噴漆噴頭進行單自由度的噴漆作業(yè)，同時，主噴漆噴頭和副噴漆噴頭還能夠根據(jù)需求同時作業(yè)，這不但保障了爬壁噴漆機器人能夠有效的滿足在大面積工況或復雜工況環(huán)境中的作業(yè)要求，而且還無需再使用人工進行補漆作業(yè)；

其次，所述的爬壁噴漆機器人還通過柔性連接的方式將車輪與車體連接在一起，這種連接方式使每一個驅(qū)動車輪都具有了各自的彈性浮動區(qū)間，從而當爬壁噴漆機器人在不規(guī)則的外表面進行噴漆作業(yè)時，其每一個驅(qū)動輪都能夠利用各自的彈性浮動區(qū)間來有效保障附著力不受影響，進而也有效的避免了爬壁噴漆機器人的整體驅(qū)動力受到影響，且最終達到了使爬壁噴漆機器人的驅(qū)動四輪都能夠有效附著在不規(guī)則的作業(yè)面上的目的；

此外，所述的爬壁噴漆機器人還采用了將車輪驅(qū)動系統(tǒng)安裝于車輪內(nèi)部空腔中的結構，并配以向車輪內(nèi)部充入惰性氣體的設計，這使得車輪內(nèi)部的壓力能夠始終大于車輪外部的壓力，從而在不安裝防爆盒的前提下，也能夠確保易燃易爆環(huán)境中的氣體完全不會進入到車輪內(nèi)部，從而徹底的避免了位于車輪內(nèi)部的驅(qū)動裝置與外界環(huán)境的氣體接觸，從根本上杜絕了爬壁機器人在易燃易爆環(huán)境中發(fā)生燃燒或閃爆的可能；同時，所述的爬壁機器人不但不需要安裝傳統(tǒng)的防爆盒，而且其使用的防爆插頭還能夠杜絕易于打火的電器元件與易燃易爆氣體接觸，因此其不但整體體積較小，能夠滿足在有限空間內(nèi)靈活作業(yè)的要求，而且還能夠達到在易燃易爆環(huán)境中安全作業(yè)的目的；

綜上所述，由于所述的爬壁噴漆機器人能夠有效的克服現(xiàn)有爬壁噴漆機器人在實際工作中的不足，因此其非常適于推廣應用。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明的示意圖；

圖2是所述彈性車輪的示意圖；

圖3是所述車輪本體的示意圖。

圖中：1、主旋轉(zhuǎn)缸；2、車體；3、機械臂；4、副旋轉(zhuǎn)缸；5、主噴漆噴頭；6、伸縮缸；7、副噴漆噴頭；8、滑座；9、滑桿；10、防護罩；11、車輪本體；12、車輪端蓋；13、連接板；14、銷軸；15、軸；16、彈簧連接桿；17、彈簧A；18、支撐座；19、彈簧B；20、車輪殼；21、防爆插頭；22、惰性氣體管接口。

【具體實施方式】

通過下面的實施例可以更詳細的解釋本發(fā)明，公開本發(fā)明的目的旨在保護本發(fā)明范圍內(nèi)的一切變化和改進，本發(fā)明并不局限于下面的實施例：

結合附圖1所述的安全穩(wěn)定的多功能爬壁噴漆機器人，包含噴漆裝置和彈性車輪；所述的噴漆裝置包含主旋轉(zhuǎn)缸1、機械臂3、副旋轉(zhuǎn)缸4、主噴漆噴頭5、伸縮缸6和橫向噴漆裝置；所述的主旋轉(zhuǎn)缸1包含位于下部的固定盤和鉸接在固定盤上部的旋轉(zhuǎn)盤，該固定盤對應固定于爬壁噴漆機器人車體2的上部面，該旋轉(zhuǎn)盤的上部面對應與機械臂3的底端鉸接，即主旋轉(zhuǎn)缸1動作時，其旋轉(zhuǎn)盤能夠帶動機械臂3進行左右360度的轉(zhuǎn)動；所述的機械臂3的頂端固定連接副旋轉(zhuǎn)缸4，副旋轉(zhuǎn)缸4的旋轉(zhuǎn)軸端頭與主噴漆噴頭5固定連接，即副旋轉(zhuǎn)缸4固定在機械臂3的頂端，而主噴漆噴頭5則與副旋轉(zhuǎn)缸4的旋轉(zhuǎn)軸端頭固定連接，從而在機械臂3帶動副旋轉(zhuǎn)缸4移動時，主噴漆噴頭5能夠在副旋轉(zhuǎn)缸4旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動帶動下進行360度的轉(zhuǎn)動；

所述的伸縮缸6的一端角支與主旋轉(zhuǎn)缸1的旋轉(zhuǎn)盤側(cè)壁對應鉸接，伸縮缸6的另一端角支與機械臂3的臂身下側(cè)中部對應鉸接，即機械臂3能夠在伸縮缸6的伸縮帶動下進行上下90度的起落動作，進而確保了機械臂3能夠在主旋轉(zhuǎn)缸1及伸縮缸6的帶動下同時帶動副旋轉(zhuǎn)缸4和主噴漆噴頭5進行相應的左右、上下的移動，由于主噴漆噴頭5能夠在副旋轉(zhuǎn)缸4的帶動下進行360度旋轉(zhuǎn)，因此有效的保障了主噴漆噴頭5能夠在通過控制機械臂3、伸縮缸6和副旋轉(zhuǎn)缸4的動作來實現(xiàn)多自由度的噴漆動作，即主噴漆噴頭5能夠在復雜工況中全方位的完成對復雜作業(yè)面的噴漆作業(yè)；根據(jù)需要，能夠?qū)⒏毙D(zhuǎn)缸4的缸身以橫向或縱向的方式固定在機械臂3的頂端端部，且副旋轉(zhuǎn)缸4的旋轉(zhuǎn)軸端頭與主噴漆噴頭5對應固定連接在一起，即主噴漆噴頭5能夠在副旋轉(zhuǎn)缸4的旋轉(zhuǎn)軸帶動下，在橫向或縱向的方向進行360度的旋轉(zhuǎn)，從而完成全方位噴漆作業(yè)的目的；

所述的橫向噴漆裝置安裝于爬壁噴漆機器人車體2的上部面，且對應位于主旋轉(zhuǎn)缸1固定盤的一側(cè)，即橫向噴漆裝置在帶動副噴漆噴頭7動作時，不會與帶動主噴漆噴頭5動作的機械臂3互相影響，這確保了主噴漆噴頭5和副噴漆噴頭7能夠分別單獨作業(yè)或是同時作業(yè)；由于該橫向噴漆裝置能夠帶動副噴漆噴頭7對應沿車體2的橫向方向來回移動作業(yè)，這使得副噴漆噴頭7能夠?qū)崿F(xiàn)橫向移動的單自由度的噴漆動作，因此無論是副噴漆噴頭7單獨作業(yè)，還是其與主噴漆噴頭5配合作業(yè)，均能夠有效滿足在大面積工況下的作業(yè)要求；根據(jù)需要，所述的橫向噴漆裝置包含滑座8、滑桿9、防護罩10和副噴漆噴頭7，該滑座8固定于爬壁噴漆機器人車體2的上部面，在滑座8內(nèi)滑動連接有滑桿9，該滑桿9的一端端部與安裝有防護罩10的副噴漆噴頭7固定連接，即通過能夠沿滑座8平穩(wěn)滑動的滑桿9來帶動副噴漆噴頭7進行均勻的噴漆作業(yè)；或者，采用包含伸縮臂、防護罩10和副噴漆噴頭7的橫向噴漆裝置，該伸縮臂的底座固定于爬壁噴漆機器人車體2的上部面，伸縮臂的端頭與安裝有防護罩10的副噴漆噴頭7固定連接，即副噴漆噴頭7能夠在伸縮臂穩(wěn)定的伸縮動作帶動下進行均勻的噴漆作業(yè)；

為便于執(zhí)行操作，所述的主旋轉(zhuǎn)缸1、副旋轉(zhuǎn)缸4、伸縮缸6、主噴漆噴頭5、副噴漆噴頭7和橫向噴漆裝置均設有自動化作業(yè)模式或搖控作業(yè)模式，即根據(jù)不同的工況環(huán)境及作業(yè)要求，所述的爬壁噴漆機器人能夠通過事先的編程來完成自動化的噴漆作業(yè)，或者通過人工遠程搖控來完成噴漆作業(yè)，這極大的提高了所述爬臂噴漆機器人在作業(yè)時的可操作性和靈活程度；此外，為適應在不同空間作業(yè)的要求，能夠采用可伸縮結構的機械臂3，即以此達到可調(diào)遠近的目的；為便于進行抽漆噴漆，能夠通過相應管路將主、副噴漆噴頭與對應的漆料箱連通在一起，根據(jù)需要，該漆料箱能夠固定在爬壁噴漆機器人的車體2上，也能夠根據(jù)實際需要放置在相應的作業(yè)場地內(nèi)；

所述的彈性車輪包含車輪本體11、連接板13、彈簧連接桿16和支撐座18；所述車輪本體11中的車輪端蓋12外側(cè)面中部與連接板13的一端固定連接，根據(jù)需要，能夠通過對應圍繞車輪端蓋12中心一周排列的多個螺釘將車輪端蓋12與連接板13固定連接在一起；所述連接板13的另一端通過銷軸14與車體2對應鉸接，即連接板13能夠以銷軸14為圓心進行旋轉(zhuǎn)；根據(jù)需要，能夠?qū)⑦B接板13設置為一端大一端小的水滴形或葫蘆形結構，其大端對應與車輪端蓋12連接，小端對應與車體2連接；所述連接板13的中部通過軸15與彈簧連接桿16的一側(cè)端部鉸接，即連接板13在動作時，能夠同步帶動彈簧連接桿16相應動作；

所述彈簧連接桿16的另一側(cè)桿身設有環(huán)形槽，在環(huán)形槽槽內(nèi)依次活動套接彈簧A 17、支撐座18的底端和彈簧B 19，且彈簧A 17和彈簧B 19的直徑大于支撐座18底端通孔的孔徑，該支撐座18的頂端與車體2對應固定連接，即確保了被連接板13帶動的彈簧連接桿16能夠在支撐座18的限位作用下平穩(wěn)的左右移動，由于彈簧A 17和彈簧B 19對應分布在支撐座18的左右，而支撐座18又固定在車體2上，因此當車輪本體11在不規(guī)則作業(yè)面上行進時，會相應的帶動連接板13以銷軸14為中心進行一定量的旋轉(zhuǎn)運動，并同時帶動彈簧連接桿16相應的進行左右移動，此時，彈簧A17或彈簧B19與支撐座18之間的對應抵觸力就能夠起到控制彈簧連接桿16左右移動量的作用，從而達到控制車輪本體11及連接板13的旋轉(zhuǎn)量，保障車輪本體11能夠相對車體2進行左右或上下彈性移動的目的；在實際應用時，由于所述爬壁噴漆機器人的每個驅(qū)動輪都能夠利用各自的彈性浮動區(qū)間來有效保障其整體驅(qū)動力及其附著力不受影響，因此其能夠達到確保所有驅(qū)動輪都有效附著在不規(guī)則的作業(yè)面上的目的；

所述的車輪本體包含車輪殼20、車輪端蓋12、防爆插頭21和惰性氣體管接口22；所述的車輪殼20和車輪端蓋12相應對接形成一空腔，該空腔內(nèi)固定安置有用于驅(qū)動車輪本體轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，即所述的車輪本體由安裝在空腔中的驅(qū)動裝置帶動轉(zhuǎn)動；根據(jù)需要，所述的車輪殼20和車輪端蓋12之間的結合面以滑動結合面或防爆結合面的形式對接形成空腔，即車輪殼20和車輪端蓋12之間的對應結合面能夠按滑動結合面間隙設置或是按防爆結合面密封設置；為便于安全的連接外部電源，所述的驅(qū)動裝置設有貫穿車輪端蓋12，并固定位于車輪端蓋12外側(cè)面的防爆插頭21，即驅(qū)動裝置通過內(nèi)部電器元件經(jīng)過防爆處理的防爆插頭21來連接外部電源，從而達到利用防爆插頭21安全穩(wěn)定的給位于車輪本體空腔中的驅(qū)動裝置提供動力的目的；

為確保驅(qū)動裝置也不會與易燃易爆環(huán)境中的氣體接觸，能夠在車輪端蓋12外側(cè)面設置通至車輪本體空腔內(nèi)的惰性氣體管接口22，即能夠在所述爬壁噴漆機器人通電及工作時，利用惰性氣體管接口22向車輪本體的空腔內(nèi)輸入潔凈的惰性氣體，從而達到在易燃易爆的環(huán)境中，外部氣體也不可能進入車輪本體內(nèi)部的目的，這從根本上杜絕了驅(qū)動裝置中易打火的元件與外部氣體接觸，徹底避免了出現(xiàn)燃燒或閃爆的可能；根據(jù)需要，能夠在惰性氣體管接口22處設置相應的壓力監(jiān)控裝置，例如在車輪殼20和車輪端蓋12之間的對應抵觸結合面以滑動結合面間隙設置時，能夠通過壓力監(jiān)控裝置來實時監(jiān)控車輪本體空腔內(nèi)惰性氣體的壓力，避免車輪本體內(nèi)部壓力過小，而在車輪殼20和車輪端蓋12之間的對應結合面以防爆結合面密封設置時，能夠通過壓力監(jiān)控裝置來實時監(jiān)控車輪本體空腔內(nèi)惰性氣體的壓力，避免車輪本體內(nèi)部壓力過大，這樣就能夠達到有效提高操作安全性的目的；此外，能夠?qū)⒍栊詺怏w管接口22設置在與空腔內(nèi)驅(qū)動裝置相對應的位置，從而能夠讓惰性氣體更快捷的全面包裹住驅(qū)動裝置。

本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術，故本發(fā)明未對其進行詳述。