一种轮船船体修复机器人

技术领域

本发明涉及海洋装备技术领域，具体地说是涉及一种轮船船体修复机器人。

背景技术

轮船在海洋航行一定时间后，需要定期驶入码头或船坞对轮船进行检修、维护。当轮船的船体有局部损坏时，则仍然需要将轮船驶入船坞进行修复。目前的船坞可分为干船坞、注水船坞和浮船坞三类，无论将轮船驶入哪类船坞修复，船坞的使用费用较高，极大增加了轮船的检修、维护成本。因此，在轮船的船体只是局部损坏时，采用一种便捷高效的方式对船体进行修复作业具有较高的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮船船体修复机器人，以实现对轮船的船体进行局部修复。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术解决方案如下：

一种轮船船体修复机器人，包括运载平台、粗打磨机构和精修机构；

所述运载平台的底部转动连接有驱动滚轮，所述运载平台内部设置有运载驱动电机及运载传动机构，所述运载驱动电机经运载传动机构连接所述驱动滚轮；

所述运载平台或所述驱动滚轮内部设置有第一电磁铁；

所述运载平台的一端设置所述粗打磨机构，所述粗打磨机构包括第一支撑臂架和粗打磨盘，所述第一支撑臂架的一端连接所述运载平台，所述第一支撑臂架的另一端连接所述粗打磨盘；

所述运载平台的另一端设置所述精修机构，所述精修机构包括第二支撑臂架和精修总成，所述第二支撑臂架的一端连接所述运载平台，所述第二支撑臂架的另一端连接所述精修总成；

所述精修总成包括工作仓和料仓，所述工作仓内部设置有机械手、超声波探伤器、破除修整单元、焊接单元和喷漆单元，所述机械手可择一连接超声波探伤器、破除修整单元、焊接单元和喷漆单元，所述工作仓的侧面布置至少一个料仓，所述料仓内放置有船体材料，所述料仓内设置有传送臂，所述传送臂可将所述船体材料输送至工作仓内部。

优选的，所述机械手包括回转支承、第一伺服电机、驱动齿轮、支撑架、第二伺服电机、丝杆、螺母、滑杆、滑座、第一电动推杆和抓手；

所述回转支承的转动圈可相对于所述回转支承的固定圈转动，所述回转支承的固定圈固定连接所述工作仓，所述回转支承的转动圈上设置有齿圈；

所述第一伺服电机固定连接所述工作仓，所述第一伺服电机的输出转轴设置所述驱动齿轮，所述驱动齿轮啮合所述齿圈；

所述支撑架固定连接所述回转支承的转动圈，所述支撑架上设置第二伺服电机，第二伺服电机的输出转轴连接所述丝杆，所述丝杆配合所述螺母；

所述支撑架上设置所述滑杆，所述滑杆与所述丝杆平行布置，所述滑杆滑动连接所述滑座，所述滑座固定连接所述螺母；

所述滑座上设置所述第一电动推杆，所述第一电动推杆沿竖直方向布置，所述第一电动推杆的末端设置所述抓手，所述抓手用于择一连接超声波探伤器、破除修整单元、焊接单元和喷漆单元。

优选的，所述破除修整单元包括第一座体、第二电动推杆、第三伺服电机、主传动杆、击打机构、打磨机构和切割机构；所述第二电动推杆的固定端固定连接所述第一座体，所述第二电动推杆的伸缩端设置第三伺服电机，第三伺服电机的输出转轴连接所述主传动杆，所述主传动杆上设置有第一传动端、第二传动端和第三传动端；所述第一传动端可传动连接所述击打机构，所述第二传动端可传动连接所述打磨机构，所述第三传动端可传动连接所述切割机构。

优选的，所述击打机构包括击打驱动齿轮、击打第一被动齿轮、击打第一传动杆、击打第二被动齿轮、击打第三被动齿轮、击打第二传动杆、击打凸轮、击打压杆、击打杠杆、击打支座和击打锤；所述驱动齿轮下端的中间位置开设第一传动槽，所述第一传动端可配合于所述第一传动槽内，所述驱动齿轮啮合所述击打第一被动齿轮，所述击打第一被动齿轮经击打第一传动杆连接所述击打第二被动齿轮，击打第一被动齿轮、击打第一传动杆及击打第二被动齿轮同轴布置，击打第二被动齿轮啮合所述击打第三被动齿轮，击打第二被动齿轮的轴线与击打第三被动齿轮的轴线垂直布置，所述击打第三被动齿轮经击打第二传动杆连接所述击打凸轮，所述击打凸轮的边沿位置铰接击打压杆的一端，击打压杆的另一端铰接击打杠杆的一端，所述击打压杆沿着竖直方向布置，击打杠杆的中间位置铰接击打支座，击打杠杆的另一端设置所述击打锤。

优选的，所述打磨机构包括打磨驱动座、驱动套筒和精打磨盘；打磨驱动座转动连接于第一座体上，所述打磨驱动座上端的中间位置开设第二传动槽，所述第二传动端可配合于所述第二传动槽内，所述打磨驱动座固定连接所述驱动套筒，所述驱动套筒的下端设置所述精打磨盘。

优选的，所述切割机构包括切割驱动套、第一锥齿轮、切割支撑座、第二锥齿轮、切割传动轴、切割片、衔铁、弹簧和第二电磁铁；所述第三传动端设置为花键轴，所述切割驱动套上端的中间位置开设花键槽，所述花键轴位于所述花键槽内，所述切割驱动套的下端设置第一锥齿轮，所述切割驱动套与所述第一锥齿轮同轴布置；所述切割支撑座位于所述精打磨盘的中间位置，所述切割支撑座转动连接所述精打磨盘，所述切割支撑座上转动连接所述第二锥齿轮，所述第二锥齿轮经切割传动轴连接所述切割片，所述第二锥齿轮与所述切割传动轴同轴布置；所述切割支撑座上设置衔铁，所述切割支撑座与所述驱动套筒之间连接所述弹簧，所述切割支撑座的一侧设置所述第二电磁铁，所述第二电磁铁通电后，所述衔铁被吸附后带动所述切割支撑座相对于所述精打磨盘翻转，使所述第二锥齿轮啮合所述第一锥齿轮。

优选的，所述焊接单元包括第二座体、焊料出料机构和焊枪，所述第二座体上设置所述焊料出料机构和焊枪。

优选的，所述喷漆单元包括第三座体和若干个喷漆头，所述第三座体上设置所述喷漆头。

优选的，所述工作仓内部还设置有水泵，所述水泵的进水端连接进水管，所述进水管位于所述工作仓内部，所述水泵的出水端连接排水管，所述排水管的末端位于所述工作仓外部。

优选的，所述料仓可经摆动机构相对于所述工作仓摆动，所述料仓可向下摆动以对接所述工作仓，所述工作仓的侧面于料仓与工作仓的对接位置开设可开、关的门扇；

所述摆动机构包括弧形滑槽、弧形滑轨和弧形滑套，所述弧形滑槽的一端固定连接所述工作仓的外壁，所述弧形滑槽内滑动连接所述弧形滑轨，所述弧形滑轨可从所述弧形滑槽的另一端伸出或缩回，所述弧形滑套嵌套于弧形滑槽及弧形滑轨上，所述弧形滑套可相对于弧形滑槽及弧形滑轨滑动，所述弧形滑套固定连接所述料仓的外壁。

本发明的有益技术效果是：

本发明的轮船船体修复机器人，可以对轮船的船体局部损坏进行修复作业，先将运载平台吸附于船体，使驱动滚轮沿着船体移动至待修复区域位置，通过粗打磨机构对船体待修复区域的附着物进行清除，再利用精修机构的机械手择一连接超声波探伤器、破除修整单元、焊接单元和喷漆单元，利用超声波探伤器探测船体待修复区域内部存在缺陷的位置，利用破除修整单元对船体存在缺陷的位置进行切割、击打及打磨作业，利用传送臂将料仓内的船体材料输送至工作仓内，利用焊接单元将船体材料焊接至船体，利用喷漆单元对作业区域进行喷漆作业。

附图说明

图1为本发明实施例轮船船体修复机器人的立体图；

图2为本发明实施例精修总成的立体图；

图3为本发明实施例精修总成的仰视图；

图4为本发明实施例精修总成内部的局部结构立体图一；

图5为本发明实施例精修总成内部的局部结构立体图二；

图6为本发明实施例精修总成内部的局部结构立体图三；

图7为本发明实施例破除修整单元的立体图；

图8为本发明实施例破除修整单元的主视图；

图9为图8的A-A剖视图；

图10为本发明实施例破除修整单元内部的局部结构立体图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例中，提供一种轮船船体修复机器人，请参考图1至图10所示。

一种轮船船体修复机器人，包括运载平台1、粗打磨机构2和精修机构；

运载平台1的底部前端及后端均转动连接驱动滚轮11，运载平台1内部设置有运载驱动电机及运载传动机构，运载驱动电机经运载传动机构连接驱动滚轮11。由运载驱动电机驱动驱动滚轮11转动，以使驱动滚轮11沿着船体移动。

运载平台1或驱动滚轮11内部设置第一电磁铁，本实施例中在驱动滚轮11内部设置第一电磁铁，驱动滚轮11为磁性金属(如铁)制成。第一电磁铁通电后，使驱动滚轮11可以吸附在船体上。

运载平台1的一端设置粗打磨机构2，粗打磨机构2包括第一支撑臂架和粗打磨盘23，第一支撑臂架的一端连接运载平台1，第一支撑臂架的另一端连接粗打磨盘22。

第一支撑臂架包括第一前臂211和第二前臂212，第一前臂211的下端铰接运载平台1，第一前臂211的上端铰接第二前臂212的一端，第二前臂212的另一端装配粗打磨座221；粗打磨座221内设置粗打磨驱动电机，粗打磨驱动电机的输出转轴装配粗打磨盘23；运载平台1与第一前臂211之间连接第一前液压缸241，第一前臂211与第二前臂212之间连接第二前液压缸242。通过第一前液压缸241伸缩以带动第一前臂211相对于运载平台1摆动，通过第二前液压缸242伸缩以带动第二前臂212相对于第一前臂211摆动，以将粗打磨盘23放置于指定位置进行作业。通过粗打磨驱动电机带动粗打磨盘23转动，以实现对船体待修复区域的附着物进行清除作业。

运载平台1的另一端设置精修机构，精修机构包括第二支撑臂架3和精修总成4，第二支撑臂架3的一端连接运载平台1，第二支撑臂架3的另一端连接精修总成4。

第二支撑臂架3包括第一后臂311和第二后臂312，第一后臂311的下端铰接运载平台1，第一后臂311的上端铰接第二后臂312的一端，第二后臂312的另一端装配精修总成4；运载平台1与第一后臂311之间连接第一后液压缸321，第一后臂311与第二后臂312之间连接第二后液压缸322。通过第一后液压缸321伸缩以带动第一后臂311相对于运载平台1摆动，通过第二后液压缸322伸缩以带动第二后臂312相对于第一后臂311摆动，以将精修总成4放置于指定位置进行作业。

精修总成4包括工作仓41和料仓42，工作仓内部设置有机械手5、超声波探伤器6、破除修整单元7、焊接单元8和喷漆单元9。机械手5可择一连接超声波探伤器6、破除修整单元7、焊接单元8和喷漆单元9。工作仓41的侧面布置两个料仓42，料仓42内放置有船体材料，料仓42内设置有传送臂420，传送臂420可将船体材料输送至工作仓41内部。

料仓42可经摆动机构相对于工作仓41摆动，料仓42可向下摆动以对接工作仓41，工作仓41的侧面于料仓42与工作仓41的对接位置开设可开、关的门扇412。摆动机构包括弧形滑槽421、弧形滑轨422和弧形滑套423，弧形滑槽421的一端固定连接工作仓41的外壁，弧形滑槽421内滑动连接弧形滑轨422，弧形滑轨422可从弧形滑槽421的另一端伸出或缩回，弧形滑套423嵌套于弧形滑槽421及弧形滑轨422上，弧形滑套423可相对于弧形滑槽421及弧形滑轨422滑动，弧形滑套423固定连接料仓42的外壁。摆动机构在收缩状态，使弧形滑轨422缩回至弧形滑槽421内部，可以减小摆动机构的整体外形尺寸。摆动机构在伸出时，弧形滑轨422相对于弧形滑槽421另一端伸出，使弧形滑槽421及弧形滑轨422共同构成导向轨道，使弧形滑套423可以沿着该导向轨道滑动，以使料仓42对接工作仓41的门扇412位置。

机械手包括回转支承51、第一伺服电机521、驱动齿轮522、支撑架53、第二伺服电机54、丝杆551、螺母552、滑杆561、滑座562、第一电动推杆57和抓手58。回转支承51的转动圈可相对于回转支承51的固定圈转动，回转支承51的固定圈固定连接工作仓41，回转支承51的转动圈上设置齿圈511。第一伺服电机521固定连接工作仓41，第一伺服电机521的输出转轴设置驱动齿轮522，驱动齿轮522啮合齿圈511。由第一伺服电机521带动驱动齿轮522转动，通过驱动齿轮522与齿圈511啮合，带动回转支承51的转动圈相对于回转支承51的固定圈转动。支撑架53固定连接回转支承51的转动圈，回转支承51的转动圈转动带动支撑架53同步转动。支撑架53上设置第二伺服电机54，第二伺服电机54的输出转轴连接丝杆551，丝杆551配合螺母552。支撑架53上设置滑杆561，滑杆561与丝杆551平行布置，滑杆561滑动连接滑座562，滑座562固定连接螺母552。由第二伺服电机54带动丝杆551转动，以使螺母552沿着丝杆551移动并使滑座562沿着滑杆561移动。滑座562上设置第一电动推杆57，第一电动推杆57沿竖直方向布置，第一电动推杆57的末端设置抓手58，第一电动推杆57沿着竖直反向伸缩。通过回转支承51的转动圈相对于回转支承51的固定圈转动及第一电动推杆57沿着竖直反向伸缩，使抓手58可以达到工作仓41内任意位置。抓手58用于择一连接超声波探伤器6、破除修整单元7、焊接单元8和喷漆单元9。

破除修整单元7包括第一座体71、第二电动推杆72、第三伺服电机73、主传动杆74、击打机构、打磨机构和切割机构。第二电动推杆72沿竖直方向布置，第二电动推杆72的固定端固定连接第一座体71，第二电动推杆72的伸缩端设置第三伺服电机73，第三伺服电机73的输出转轴经联轴器连接主传动杆74，第三伺服电机73可带动主传动杆74转动。主传动杆74上设置有第一传动端741、第二传动端742和第三传动端743，第一传动端741可传动连接击打机构，第二传动端742可传动连接打磨机构，第三传动端743可传动连接切割机构。

击打机构包括击打驱动齿轮7511、击打第一被动齿轮7512、击打第一传动杆7521、击打第二被动齿轮7513、击打第三被动齿轮7514、击打第二传动杆7522、击打凸轮753、击打压杆754、击打杠杆755、击打支座756和击打锤757。

驱动齿轮7511下端的中间位置开设第一传动槽758，第一传动端741可配合于第一传动槽758内。其中，第一传动槽758的内轮廓为锥台形，第一传动端741的外轮廓为锥台形，第一传动槽758的内壁设置第一斜齿圈，第一传动端741的外壁设置第二斜齿圈，第一斜齿圈可与第二斜齿圈啮合。第一传动端741配合于第一传动槽758内后，主传动杆74转动可带动驱动齿轮751转动。

驱动齿轮7511啮合击打第一被动齿轮7512，击打第一被动齿轮7512经击打第一传动杆7521连接击打第二被动齿轮7513，击打第一被动齿轮7512、击打第一传动杆7521及击打第二被动齿轮7513同轴布置。击打第二被动齿轮7513啮合击打第三被动齿轮7514，击打第二被动齿轮7513的轴线与击打第三被动齿轮7514的轴线垂直布置。击打第三被动齿轮7514经击打第二传动杆7522连接击打凸轮753。击打凸轮753的边沿位置铰接击打压杆754的一端，击打压杆754的另一端铰接击打杠杆755的一端，击打压杆754沿着竖直方向布置，击打杠杆755的中间位置铰接击打支座756，击打杠杆755的另一端设置击打锤757。

驱动齿轮7511转动以带动第一被动齿轮7512转动，第一被动齿轮7512转动以通过击打第一传动杆7521带动击打第二被动齿轮7513同步转动，击打第二被动齿轮7513转动以带动击打第三被动齿轮7514转动，击打第三被动齿轮7514转动以通过击打第二传动杆7522带动击打凸轮753转动，击打凸轮753转动以带动击打压杆754沿竖直方向作直线往复运动，击打压杆754带动击打杠杆755的一端摆动，进而使击打杠杆755的另一端带动击打锤757摆动以作捶打动作。

打磨机构包括打磨驱动座761、驱动套筒762和精打磨盘763。打磨驱动座761经轴承转动连接于第一座体71上，打磨驱动座761上端的中间位置开设第二传动槽7611，第二传动端742可配合于第二传动槽7611内。其中，第二传动槽7611的内轮廓为倒锥台形，第二传动端742的外轮廓为倒锥台形，第二传动槽7611的内壁设置第三斜齿圈，第二传动端742的外壁设置第四斜齿圈，第三斜齿圈可与第四斜齿圈啮合。第二传动端742配合于第二传动槽7611内后，主传动杆74转动可带动打磨驱动座761转动。打磨驱动座761固定连接驱动套筒762，驱动套筒762的下端设置精打磨盘763。打磨驱动座761转动以带动精打磨盘763转动实现精打磨作业。

切割机构包括切割驱动套771、第一锥齿轮7721、切割支撑座773、第二锥齿轮7722、切割传动轴774、切割片775、衔铁776、弹簧777和第二电磁铁。第三传动端743设置为花键轴，切割驱动套771上端的中间位置开设花键槽，花键轴位于花键槽内，花键轴可相对于花键槽沿着花键槽的伸展方向滑动。切割驱动套771的下端经过渡杆连接第一锥齿轮7721，切割驱动套771与第一锥齿轮7721同轴布置。精打磨盘763的中间位置开设圆形缺口，切割支撑座773位于精打磨盘763中间位置的圆形缺口内，切割支撑座773相对的两侧转动连接精打磨盘763。切割支撑座773上转动连接第二锥齿轮7722，第二锥齿轮7722经切割传动轴774连接切割片775，第二锥齿轮7722与切割传动轴774同轴布置。切割支撑座773上端面的两侧设置衔铁776，切割支撑座773与驱动套筒762之间连接弹簧777。切割支撑座773的一侧设置第二电磁铁，第二电磁铁通电后，衔铁776被第二电磁铁吸附后带动切割支撑座773相对于精打磨盘763翻转，使第二锥齿轮7722啮合第一锥齿轮7721。

主传动杆74转动可带动切割驱动套771转动，切割驱动套771转动以带动第一锥齿轮7721转动。第二电磁铁通电后，衔铁776被第二电磁铁吸附后带动切割支撑座773相对于精打磨盘763翻转，第二锥齿轮7722啮合第一锥齿轮7721。第一锥齿轮7721转动以带动第二锥齿轮7722转动，进而经切割传动轴774带动切割片775转动，以实现切割作业。切割作业结束则使第二电磁铁断电，在弹簧777的作用下切割支撑座773复位，使第二锥齿轮7722与第一锥齿轮7721脱离。

焊接单元8包括第二座体81、焊料出料机构82和焊枪83，第二座体81上设置焊料出料机构82和焊枪83。焊料出料机构82内部填装有焊料，焊料出料机构82可以向焊枪83的末端位置输送焊料，以配合焊枪83进行焊接作业。

通过喷漆单元9实现喷漆作业。喷漆单元9包括第三座体91和喷漆头92，第三座体91上设置多个喷漆头92，每个喷漆头92用于喷涂不同型号的油漆。

本实施例的轮船船体修复机器人，还可以在水下作业，在工作仓41内部还设置有水泵，水泵的进水端连接进水管，进水管位于工作仓41内部，水泵的出水端连接排水管411，排水管411的末端位于工作仓41外部。水泵通过进水管将工作仓41内部的水经排水管411排出工作仓41。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明轮船船体修复机器人有了清楚的认识。本发明的轮船船体修复机器人，可以对轮船的船体局部损坏进行修复作业，先将运载平台1吸附于船体，使驱动滚轮11沿着船体移动至待修复区域位置，通过粗打磨机构2对船体待修复区域的附着物进行清除，再利用精修机构的机械手5择一连接超声波探伤器6、破除修整单元7、焊接单元8和喷漆单元9，利用超声波探伤器6探测船体待修复区域内部存在缺陷的位置，利用破除修整单元7对船体存在缺陷的位置进行切割、击打及打磨作业，利用传送臂420将料仓42内的船体材料输送至工作仓41内，利用焊接单元8将船体材料焊接至船体，利用喷漆单元9对作业区域进行喷漆作业。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。