具有曲面适应能力的磁吸附爬壁喷涂机器人及其使用方法与流程

技术特征：
1.一种具有曲面适应能力的磁吸附爬壁喷涂机器人，其特征在于：包括主车身（7）、独立弹簧悬架结构（3）、升降丝杠（4）、磁吸附轮（1）、电机固定装置（2）、喷涂机械臂（6）、控制盒盖（5），主车身（7）的四个车轮位各安装一个电机固定装置（2），内置电机，磁吸附轮（1）安装于电机固定装置（2）上，控制盒盖（5）位于主车身（7）中间位置，喷涂机械臂（6）可活动的安装于控制盒盖（5）上，一对磁吸附轮（1）之间设有一个升降丝杠（4），升降丝杠（4）通过独立弹簧悬架结构（3）连接于磁吸附轮（1）。2.根据权利要求1所述的一种具有曲面适应能力的磁吸附爬壁喷涂机器人，其特征在于：独立弹簧悬架结构（3）包括弹簧减震器（9）、弓形挂板（10）、悬架支撑（11）、滑块（12）、杆件一（13）、杆件二（14）、杆件三（15）、杆件四（21），悬架支撑（11）安装在主车身（7）上，弓形挂板（10）安装于悬架支撑（11）上，滑块（12）位于升降丝杠（4）上，滑块（12）上朝向磁吸附轮（1）两侧铰接有杆件一（13），杆件一（13）通过杆件三（15）铰接电机固定装置（2）上部，杆件一（13）与杆件三（15）之间也为铰接，主车身（7）底部通过杆件四（21）铰接电机固定装置（2）下部，杆件一（13）与杆件三（15）的铰接点和主车身（7）与杆件四（21）的铰接点之间铰接设有杆件二（14），弓形挂板（10）一端与一个电机固定装置（2）顶部之间设有弹簧减震器（9）。3.根据权利要求1所述的一种具有曲面适应能力的磁吸附爬壁喷涂机器人，其特征在于：升降丝杠（4）包括丝杠固定板（16）、丝杠螺杆（17）、丝杠螺母（18）、电机（19）、同步带轮（20），丝杠固定板（16）固连在弓形挂板（10）上，丝杠螺杆（17）为立式的，可转动的设置于主车身（7）和丝杠固定板（16）之间，丝杠螺母（18）螺纹连接于丝杠螺杆（17）上，滑块（12）套于丝杠螺母（18）上，丝杠螺母（18）可相对滑块（12）转动，丝杠螺杆（17）底部固定有同步带轮（20），一个升降丝杠（4）的丝杠螺杆（17）下方设有电机（19），两个升降丝杠（4）的同步带轮（20）之间绕有皮带。4.根据权利要求1所述的一种具有曲面适应能力的磁吸附爬壁喷涂机器人，其特征在于：磁吸附轮（1）包括车轮壳（1-1）、法兰固定轴（1-2）、大铜环（1-3）、大磁铁挂环（1-4）、磁铁（1-5）、轴承（1-6）、固定法兰（1-7）、小铜环（1-8）、小磁铁挂环（1-9）、车轮盖（1-10），车轮壳是一个薄壁壳体，中间为贯穿的凸台，车轮壳（1-1）的外侧外壳与法兰固定轴（1-2）的法兰面固连，法兰固定轴（1-2）上安装有两个深沟角轴承（1-6），固定法兰（1-7）一端密封车轮壳（1-1）的凸台，另一端与车轮盖（1-10）固连，车轮壳（1-1）、法兰固定轴（1-2）、固定法兰（1-7）和车轮盖（1-10）固连成一个整体，车轮壳（1-1）凸台和固定法兰（1-7）分别安装有大铜环（1-3）和小铜环（1-8），大铜环（1-3）和小铜环（1-8）表面各自悬挂大磁铁挂环（1-4）和小磁铁挂环（1-9），大磁铁挂环（1-4）和小磁铁挂环（1-9）之间设有悬挂磁铁（1-5）。5.根据权利要求2所述的一种具有曲面适应能力的磁吸附爬壁喷涂机器人，其特征在于：电机固定装置（2）包括电机支架（2-1）、电机盖板（2-2）、电机固定板（2-3）、把手（2-4）、减速电机（2-5），电机固定板（2-3）安装在电机支架（2-1）内，减速电机（2-5）通过电机固定板（2-3）固定，电机盖板（2-2）扣在电机支架（2-1）上，盖板上方固连把手（2-4），把手（2-4）与弹簧减震器（9）铰接。6.根据权利要求4所述的一种具有曲面适应能力的磁吸附爬壁喷涂机器人，其特征在于：电机固定装置（2）还包括轮轴套一（2-6）、轮轴套二（2-7），轮轴套一（2-6）和轮轴套二（2-7）的法兰面固定安装在电机盖板上（2-2），轮轴套一（2-6）和轮轴套二（2-7）里面密封有两个深沟球轴承（2-8），固定磁吸附轮（1）的法兰固定轴（1-2）穿过轮轴套一（2-6）和轮轴套
二（2-7）中的深沟球轴承（2-8），从而固定磁吸附轮（1）的位置。7.根据权利要求1所述的一种具有曲面适应能力的磁吸附爬壁喷涂机器人，其特征在于：喷涂机械臂（6）包括机械臂底座（6-1）、大臂（6-2）、气动推杆（6-3）、气动马达（6-4）、气动推杆固定板（6-5）、喷嘴（6-6）、喷嘴连接板（6-7），机械臂底座（6-1）内置电机驱动机械臂底座（6-1）于控制盒盖（5）上转动，机械臂底座（6-1）上方与大臂（6-2）连接，机械臂底座（6-1）侧部与气动推杆（6-3）一端连接，气动推杆（6-3）的另一端与气动推杆固定板（6-5）连接，气动推杆固定板（6-5）固定在大臂（6-2）中间段，大臂（6-2）的末端固定着一个气动马达（6-4），喷嘴连接板（6-7）一端与气动马达（6-4）输出轴连接，另一端固定这一个喷嘴（6-6），气动马达（6-4）的输出轴转动时带动喷嘴连接板（6-7）转动来控制喷嘴（6-6）进行角度变化。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种具有曲面适应能力的磁吸附爬壁喷涂机器人的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：当爬壁机器人吸附在壁面为圆弧形的罐壁表面时，通过主车身上安装的电机及同步带轮的传动，使升降丝杠的螺杆转动，从而调节丝杠螺母和滑块上升、下降，这样通过机架的杆件运动控制磁吸附轮的姿态，使每个磁吸附轮一直保持与罐壁表面的切面相垂直，对罐壁的磁吸附力最大；步骤二：当爬壁机器人遇到障碍物时，弹簧减震器的减震弹簧发生压缩变形，使得车轮向上抬起越过障碍物，而其他三个磁吸附轮不受到影响，减震弹簧在安装时有一定的预紧力，这样既能保证爬壁机器人的越障能力，又能保证爬壁机器人有足够的刚性，避免减震弹簧因为形变量太大而导致运动不稳定。

技术总结
本发明公开了一种具有曲面适应能力的磁吸附爬壁喷涂机器人及其使用方法，包括主车身、独立弹簧悬架结构、升降丝杠、磁吸附轮、电机固定装置、喷涂机械臂、控制盒盖。该爬壁机器人采用轮式吸附行走，运动更加灵活，大半径车轮内置磁轮使得吸附力更大，行走更加稳定。机器人采用独立悬架结构，重量轻，有较强的越障能力和减震能力，结构易于加工，便于拆卸。弹簧悬架下方设置升降丝杠调节，通过与杆件铰接的六边形结构相连，使得机器人无论处于何种位姿，爬壁机器人的四个磁轮都能垂直于曲面切面行走。磁轮在垂直于曲面切面是，磁轮的磁利用率最高，对于壁面的磁吸附力也保持最大。从而机器人本体会牢牢吸附在壁面上，完成机器人的喷涂工作。喷涂工作。喷涂工作。


技术研发人员：孙天圣 刘芳华 狄澄 王政 邵佳伟 吴万毅 缪游
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/2/8