船舶爬壁機(jī)器人吸附技術(shù)及其應(yīng)用分析
時(shí)間:2022-12-02 15:54:00作者:LeeZhou來(lái)源:德高潔清潔設(shè)備分享到:QQ空間新浪微博騰訊微博人人網(wǎng)微信
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,爬壁機(jī)器人的應(yīng)用呈現(xiàn)“井噴式增長(zhǎng)”形勢(shì),其主要用于代替人工勞動(dòng)完成危險(xiǎn)、繁復(fù)、惡劣環(huán)境的工作,尤其實(shí)在船舶外壁的除銹清洗中優(yōu)勢(shì)更為突出。船用爬壁機(jī)器人與陸地機(jī)器人的不同之處在于其對(duì)吸附能力的需求,這也造就了其是移動(dòng)機(jī)構(gòu)與吸附機(jī)構(gòu)強(qiáng)耦合的機(jī)器體。
由于船舶爬壁機(jī)器人,需要搭載清洗、除銹、除漆等裝置在船舶曲面進(jìn)行作業(yè),所以避免出現(xiàn)脫落狀況,船舶爬壁機(jī)器人需要具備較強(qiáng)的吸附能力,目前,船舶領(lǐng)域中,爬壁機(jī)器人大多采用負(fù)壓吸附技術(shù)、螺旋槳吸附、磁吸附技術(shù),這三種吸附技術(shù)的吸附能力較大,能夠支撐爬壁機(jī)器人完成作業(yè)任務(wù),但存在著吸附機(jī)構(gòu)與移動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)耦合、吸附力難以調(diào)節(jié)、越障能力弱等問(wèn)題。
一、負(fù)壓吸附技術(shù)
低真空度負(fù)壓吸附采用風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)將負(fù)壓腔內(nèi)的空氣抽出產(chǎn)生負(fù)壓來(lái)吸附,具有一定的壁面適應(yīng)能力,但存在噪音大、體積大的缺點(diǎn),高真空度負(fù)壓吸附方式則由真空泵在真空吸盤內(nèi)產(chǎn)生一定真空度,其具有噪音較小、易于小型化集成的優(yōu)點(diǎn),但對(duì)壁面的光潔度及透氣性有較高要求,而需要清洗作業(yè)的船舶壁面多存在凹凸不平,具有焊縫、舊漆層等工況,所以這種吸附方式受限。
二、螺旋槳吸附技術(shù)
螺旋槳吸附又名旋翼吸附、推力吸附、正壓吸附,靠合理布置螺旋槳的角度,利用螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力將機(jī)器人貼附在壁面上,這種雖然方式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,但效率低下,工作噪音大,比較容易受到外界的影響的缺點(diǎn)。
三、磁吸附技術(shù)
磁吸附式爬壁機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),以在人工不易到達(dá)的地方進(jìn)行勘測(cè)、清掃等工作,磁吸附技術(shù)的應(yīng)用較晚于負(fù)壓吸附技術(shù),但其在兼具船舶壁面吸附能力的同時(shí),具備較強(qiáng)的負(fù)載能力,相較于負(fù)壓吸附技術(shù),磁吸附技術(shù)對(duì)船舶壁面的光潔度要求不高,不會(huì)因?yàn)楸诿娌黄蕉箟含F(xiàn)象,因此如果壁面是導(dǎo)磁材料便優(yōu)先考慮磁吸附方式。目前采用磁吸附技術(shù)的爬壁機(jī)器人主要可以分為履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人、輪式磁吸附爬壁機(jī)器人兩大類。
1、履帶式爬壁機(jī)器人
主要有履帶和磁塊、履帶和磁體兩種形式,其區(qū)別在于一種是磁塊安裝于機(jī)身底部用于吸附,履帶用于行走;另一種磁體等間距安裝于履帶之上,伴隨履帶同速轉(zhuǎn)動(dòng),履帶與磁體合為一體,兼具行走和吸附功能。履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人能充分與壁面接觸,可以提供足夠大的吸附力,壁面適應(yīng)性較強(qiáng),缺點(diǎn)是不靈活,不易轉(zhuǎn)彎,且需要比較大的驅(qū)動(dòng)力,存在吸附機(jī)構(gòu)與移動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)耦合、吸附力難以調(diào)節(jié)等問(wèn)題。
2、輪式磁吸附爬壁機(jī)器人
車輪和磁塊組合、磁輪兩種形式,車輪和磁塊組合個(gè)體較大的磁塊安裝于機(jī)身底部用于吸附,車輪用于行走和轉(zhuǎn)向;磁輪的方式是車輪本身由磁鐵制作而具有吸附力,但磁輪與壁面的接觸面小,吸附力不足,往往在機(jī)身底部配有磁塊。輪式磁吸附爬壁機(jī)器人具有速度快,運(yùn)動(dòng)靈活,工作方式簡(jiǎn)單,實(shí)用化程度高等優(yōu)點(diǎn),在船舶表面除銹清洗中得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。由于輪式磁吸附爬壁機(jī)器人主要工作環(huán)境大多處于危險(xiǎn)壁面,提高其穩(wěn)定性是重中之重。
針對(duì)輪式磁吸附爬壁機(jī)器人,國(guó)內(nèi)德高潔自主研發(fā)并投入使用了一款輪式磁吸附爬壁機(jī)器人,機(jī)器人附壁行走能力強(qiáng),牢牢吸附在船體表面進(jìn)行作業(yè),并具備一定的曲面越障能力;采用四驅(qū)越野底盤輪式驅(qū)動(dòng),保障機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性;可承受200kg負(fù)載,能夠在280MPa的水壓沖擊力下進(jìn)行除銹作業(yè);搭配超高壓水除銹機(jī)構(gòu),能夠高效率高質(zhì)量的完成作業(yè),除漆效率可達(dá)到70m²/h,除銹清潔度恢復(fù)Sa2.5,可在極端天氣下對(duì)船舶外壁進(jìn)行清潔工作,適用于大型船舶維護(hù)工作。
不僅如此,德高潔船舶爬壁機(jī)器人作業(yè)過(guò)程中,真空系統(tǒng)吸附排渣,將除銹過(guò)程中的漆渣銹渣、廢水進(jìn)行分別回收到地面進(jìn)行處理,整個(gè)工作工程中幾乎看不見(jiàn)水,能夠很好的解決傳統(tǒng)高壓水爬壁機(jī)器人作業(yè)時(shí)的返銹現(xiàn)象,機(jī)器人自動(dòng)控制、操作簡(jiǎn)單,工作時(shí)僅需一臺(tái)氣動(dòng)控制器即可輕松操作機(jī)器人在船體外立面上X、Y方向任意行走作業(yè)。
德高潔作為一家專業(yè)清潔環(huán)保設(shè)備供應(yīng)商,在環(huán)保除塵、高壓水射流清技術(shù)、凈化成套裝備、工業(yè)設(shè)備清潔領(lǐng)域已積累了近三十年的業(yè)內(nèi)寶貴經(jīng)驗(yàn),自2015年便聚焦智能化、數(shù)控化、機(jī)器人化工業(yè)清洗技術(shù)的研究,其中德高潔爬壁機(jī)器人設(shè)備采用負(fù)壓原理,吸附可靠;爬高能力強(qiáng),移動(dòng)速度快,反應(yīng)靈活;遙控操作,簡(jiǎn)單方便。除此之外,德高潔爬壁機(jī)器人采用多元化搭載模式,可同時(shí)搭載清洗、除漆除銹、噴涂機(jī)構(gòu),滿足船體除漆除銹、海生物附著物進(jìn)行清理、船體自動(dòng)噴涂作業(yè),有效提高船舶修造行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,為船舶修造行業(yè)發(fā)展助力。
由于船舶爬壁機(jī)器人,需要搭載清洗、除銹、除漆等裝置在船舶曲面進(jìn)行作業(yè),所以避免出現(xiàn)脫落狀況,船舶爬壁機(jī)器人需要具備較強(qiáng)的吸附能力,目前,船舶領(lǐng)域中,爬壁機(jī)器人大多采用負(fù)壓吸附技術(shù)、螺旋槳吸附、磁吸附技術(shù),這三種吸附技術(shù)的吸附能力較大,能夠支撐爬壁機(jī)器人完成作業(yè)任務(wù),但存在著吸附機(jī)構(gòu)與移動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)耦合、吸附力難以調(diào)節(jié)、越障能力弱等問(wèn)題。
一、負(fù)壓吸附技術(shù)
低真空度負(fù)壓吸附采用風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)將負(fù)壓腔內(nèi)的空氣抽出產(chǎn)生負(fù)壓來(lái)吸附,具有一定的壁面適應(yīng)能力,但存在噪音大、體積大的缺點(diǎn),高真空度負(fù)壓吸附方式則由真空泵在真空吸盤內(nèi)產(chǎn)生一定真空度,其具有噪音較小、易于小型化集成的優(yōu)點(diǎn),但對(duì)壁面的光潔度及透氣性有較高要求,而需要清洗作業(yè)的船舶壁面多存在凹凸不平,具有焊縫、舊漆層等工況,所以這種吸附方式受限。
二、螺旋槳吸附技術(shù)
螺旋槳吸附又名旋翼吸附、推力吸附、正壓吸附,靠合理布置螺旋槳的角度,利用螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力將機(jī)器人貼附在壁面上,這種雖然方式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,但效率低下,工作噪音大,比較容易受到外界的影響的缺點(diǎn)。
三、磁吸附技術(shù)
磁吸附式爬壁機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),以在人工不易到達(dá)的地方進(jìn)行勘測(cè)、清掃等工作,磁吸附技術(shù)的應(yīng)用較晚于負(fù)壓吸附技術(shù),但其在兼具船舶壁面吸附能力的同時(shí),具備較強(qiáng)的負(fù)載能力,相較于負(fù)壓吸附技術(shù),磁吸附技術(shù)對(duì)船舶壁面的光潔度要求不高,不會(huì)因?yàn)楸诿娌黄蕉箟含F(xiàn)象,因此如果壁面是導(dǎo)磁材料便優(yōu)先考慮磁吸附方式。目前采用磁吸附技術(shù)的爬壁機(jī)器人主要可以分為履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人、輪式磁吸附爬壁機(jī)器人兩大類。
1、履帶式爬壁機(jī)器人
主要有履帶和磁塊、履帶和磁體兩種形式,其區(qū)別在于一種是磁塊安裝于機(jī)身底部用于吸附,履帶用于行走;另一種磁體等間距安裝于履帶之上,伴隨履帶同速轉(zhuǎn)動(dòng),履帶與磁體合為一體,兼具行走和吸附功能。履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人能充分與壁面接觸,可以提供足夠大的吸附力,壁面適應(yīng)性較強(qiáng),缺點(diǎn)是不靈活,不易轉(zhuǎn)彎,且需要比較大的驅(qū)動(dòng)力,存在吸附機(jī)構(gòu)與移動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)耦合、吸附力難以調(diào)節(jié)等問(wèn)題。
2、輪式磁吸附爬壁機(jī)器人
車輪和磁塊組合、磁輪兩種形式,車輪和磁塊組合個(gè)體較大的磁塊安裝于機(jī)身底部用于吸附,車輪用于行走和轉(zhuǎn)向;磁輪的方式是車輪本身由磁鐵制作而具有吸附力,但磁輪與壁面的接觸面小,吸附力不足,往往在機(jī)身底部配有磁塊。輪式磁吸附爬壁機(jī)器人具有速度快,運(yùn)動(dòng)靈活,工作方式簡(jiǎn)單,實(shí)用化程度高等優(yōu)點(diǎn),在船舶表面除銹清洗中得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。由于輪式磁吸附爬壁機(jī)器人主要工作環(huán)境大多處于危險(xiǎn)壁面,提高其穩(wěn)定性是重中之重。
針對(duì)輪式磁吸附爬壁機(jī)器人,國(guó)內(nèi)德高潔自主研發(fā)并投入使用了一款輪式磁吸附爬壁機(jī)器人,機(jī)器人附壁行走能力強(qiáng),牢牢吸附在船體表面進(jìn)行作業(yè),并具備一定的曲面越障能力;采用四驅(qū)越野底盤輪式驅(qū)動(dòng),保障機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性;可承受200kg負(fù)載,能夠在280MPa的水壓沖擊力下進(jìn)行除銹作業(yè);搭配超高壓水除銹機(jī)構(gòu),能夠高效率高質(zhì)量的完成作業(yè),除漆效率可達(dá)到70m²/h,除銹清潔度恢復(fù)Sa2.5,可在極端天氣下對(duì)船舶外壁進(jìn)行清潔工作,適用于大型船舶維護(hù)工作。
不僅如此,德高潔船舶爬壁機(jī)器人作業(yè)過(guò)程中,真空系統(tǒng)吸附排渣,將除銹過(guò)程中的漆渣銹渣、廢水進(jìn)行分別回收到地面進(jìn)行處理,整個(gè)工作工程中幾乎看不見(jiàn)水,能夠很好的解決傳統(tǒng)高壓水爬壁機(jī)器人作業(yè)時(shí)的返銹現(xiàn)象,機(jī)器人自動(dòng)控制、操作簡(jiǎn)單,工作時(shí)僅需一臺(tái)氣動(dòng)控制器即可輕松操作機(jī)器人在船體外立面上X、Y方向任意行走作業(yè)。
德高潔作為一家專業(yè)清潔環(huán)保設(shè)備供應(yīng)商,在環(huán)保除塵、高壓水射流清技術(shù)、凈化成套裝備、工業(yè)設(shè)備清潔領(lǐng)域已積累了近三十年的業(yè)內(nèi)寶貴經(jīng)驗(yàn),自2015年便聚焦智能化、數(shù)控化、機(jī)器人化工業(yè)清洗技術(shù)的研究,其中德高潔爬壁機(jī)器人設(shè)備采用負(fù)壓原理,吸附可靠;爬高能力強(qiáng),移動(dòng)速度快,反應(yīng)靈活;遙控操作,簡(jiǎn)單方便。除此之外,德高潔爬壁機(jī)器人采用多元化搭載模式,可同時(shí)搭載清洗、除漆除銹、噴涂機(jī)構(gòu),滿足船體除漆除銹、海生物附著物進(jìn)行清理、船體自動(dòng)噴涂作業(yè),有效提高船舶修造行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,為船舶修造行業(yè)發(fā)展助力。
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