坞内船舶外板喷漆爬壁机器人设计

伴随计算机控制技术的高速发展,通过喷漆机器人离线编程的方式来规划喷枪运动轨迹进行喷漆作业已成为现实。本文中设计一种船舶外板喷漆爬壁机器人,以代替人工高空喷漆作业。通过竖直壁面静力学分析,确定负载、单个磁吸附单元磁力与壁面角度之间的关系。通过行走机构分析,研制爬壁机器人样机。结果显示,该机器人搭载喷漆工艺设备满足船舶外板喷漆的工作要求。     

爬壁机器人助力船舶智能制造

2018年10月11日,江苏连云港,中船重工716研究所技术人员在调试一款爬壁机器人。位于高新区的中船重工716研究所自主研制的除锈爬壁机器人,在武昌船舶公司自动化激光除锈除漆试验中获得成功,改变了国内在船舶涂装机器人系统无成熟产品推广的局面,为我国船舶智能制造业发展提供了保障。     

船舶涂装爬壁机器人系统研究及集成应用

提出一种大型船舶开放性工作面涂装爬壁机器人系统理论设计与应用方法,研究系统本体运行机理并获得满足工作特性的两项必要条件,即轮辐磁吸力及双轮驱动力矩的极小值条件。建立涂装机器人系统的功能组成及控制机理,并结合开放性工作面开展无线定位及自主规划方法研究,形成能够适应喷涂作业的机器人在线路径规划算法。并结合实际开展涂装系统集成应用测试,检测并采集系统运行过程中动力学参数,系统空间坐标轨迹路线等,实现了涂装工作路径的实时在线规划。通过试验验证了文中的系统力学特性分析及定位方法的有效性。     

船舶爬壁机器人电磁吸附设计分析

针对船舶爬壁机器人吸附力不可调的问题,采用电磁吸附方法,将电磁铁作为吸附装置吸附力来源,并非以往的只将电磁吸附作为辅助吸附,对爬壁机器人进行力学分析并据此设计电磁铁,根据应力张量法建立永磁铁和电磁铁的有限元仿真模型,对比二者的磁力-间距变化情况,结果表明,所设计的电磁铁可以满足安全吸附要求且比永磁铁吸附力稍大;电磁吸附爬壁机器人可根据不同工况调整吸附力大小以适应工作需求。     

基于超声原理消应力爬壁机器人的研制

针对当前超声消应力现状,文章将超声消应力技术与爬壁技术、常规移动机器人技术相融合,提出消应力爬壁机器人的概念,基于永磁吸附原理开展消应力爬壁机器人的总体方案设计、力学分析和测试工作,研制成功消应力爬壁机器人原理样机,并以焊接试板为对象进行了示范性应用。应用结果表明,研制的消应力爬壁机器人能够达到预期的应力消除效果,可替代人工完成应力消除作业,有助于提高船舶制造过程中的自动化水平,具有较高的工程应用价值。     

船用爬壁监测机器人避障行走最优路径规划方法

为了解决传统监测机器人避障行走路径规划方法存在的规划误差大、规划耗时长的问题,本文提出一种船用爬壁机器人避障行走最优路径规划方法。构建爬壁监测机器人路径规划的动力学模型,对机器人行走位姿进行调整。采用栅格法构建监测区域内的机器人行走栅格地图。基于构建的动力学模型,在栅格地图中对监测机器人避障行走路径进行规划。实验结果表明,与传统避障行走路径规划方法相比,所提方法的路径规划结果更加准确,能够实现机器人行走的有效避障。     

船舶除锈机器人驱动系统设计

介绍了应用在船舶除锈的磁吸附爬壁机器人本体驱动系统的设计,着重阐述了系统的驱动原理和驱动电路。系统以89c51单片机为核心,通过键盘以及通信接口可以方便的控制步进电机带动机器人本体运动,充分发挥了单片机的优势。实验表明,系统电路设计合理,简单实用。     

船舶喷砂除锈爬壁式机器人设计

设计了一种船舶喷砂除锈爬壁式机器人,用以代替人工高空除锈作业。通过静力分析仿真,确定了负载、单个磁吸附单元磁力和壁面角度之间的关系,并确定了保证不下滑和不翻转的最大负载。通过动力分析仿真,确定了电机及减速器输出的最小转矩。根据仿真结果研制了爬壁机器人样机,该机可在各工况下进行运作,且能爬越10mm高的障碍,能够满足工作要求。     

船舶除锈技术的研究与发展综述

介绍了超高压水射流技术的发展状况。对美国、欧洲和中国等国家船舶除锈技术的研究现状进行了综述。重点论述了国内外超高压水射流船舶除锈技术的工程应用、技术创新以及理论研究。结合世界修造船业的发展趋势和我国修造船业的发展需求,探讨了船舶除锈技术的发展方向及有待于解决的问题。     

坞内船舶外板喷涂机器人多功能创新设计

采用专利挖掘策略的气泡图模型,分析了船体外板喷涂机器人的技术疏密区,进一步,引入积极参数和消极参数建立了改进TRIZ模型,进行了技术补充分析,获得了更加详细的功能。以专利分析结果中技术稀疏的漆雾回收功能为例,利用改进TRIZ模型,详细设计了增加真空罩防护等措施方案,并申请了专利,并将此方法推广到专利分析的其他技术稀疏功能。结果表明：通过建立一种基于专利分析与改进TRIZ的组合方法,可实现船舶外板喷涂机器人多方面功能的创新设计。     

一种小型船检水下机器人控制系统

本文主要分析履带式爬壁机器人控制系统。由于船舶表面结构特殊,设计一款履带式吸附机器人应用于船舶检测,可以代替人工在相对狭小空间或危险的环境中进行船体检测工作。通过控制机器人的自由移动,实现测量方法的全方位改进,提高船舶检测效率。     

船体清洗机器人的开发现状与展望

从船坞内作业和水下作业这两个方面对目前国内外所有船体清洗机器人的开发现状进行系统全面的介绍,包括超高压爬壁除锈机器人和水下船体清洗机器人,突出水下船体清洗机器人的发展优势。将现有的水下船体清洗机器人按磁吸附、真空负压吸附、推力吸附、复合吸附等吸附类型进行分类,具体针对各类吸附移动对其结构功能设计的优缺点进行分析比对。最后,总结吸附性和灵活性难统一、船体复杂壁面难适应和废水废渣难回收等技术难点,针对存在的问题提出推力磁轮复合吸附和水射流清洗技术相结合的创新设计建议,并对多功能化、高智能化、自主性强的多机器人编队协同作业的船体水下清洗发展进行展望。     

深海爬游机器人概念及关键技术分析

  目的  深海爬游机器人是一种新构型潜航器,其多腿位姿会改变周围流场与自身重心的分布。  方法  针对深海爬游机器人左右对称、前后近似对称、上下不对称的特点,建立深海潜航器的操纵性垂直面运动方程,得到相应的稳定性判据和临界速度。采用混合网格计算深海爬游机器人纯升沉和纯俯仰运动的水动力系数,并与试验值进行对比,然后结合判据,判定纵向展开位姿、横向展开位姿和着底位姿这3种位姿下深海爬游机器人的静稳定性和动稳定性,分析运动稳定性的主要影响因素。  结果  结果表明,深海爬游机器人的3种位姿均处于静不稳定和条件动稳定状态,设计航速低于临界速度,能满足直线稳定性的要求;静稳定性主要受与垂向力有关的位置导数的影响,其中横向展开位姿的最好,落地位姿的最差;动稳定性的优劣主要受与垂向力有关的位置导数、初稳心高和结构布局的影响,其中落底位姿的最好,横向展开位姿的最差。  结论  深海爬游机器人多腿位姿的水动力和稳定性规律能较好地指导控制设计并使之安全运行。     

在船舶检验中使用机器人

方案:采用电磁履带、轮轨行走的机器人代替船体验船师进入高空场所、狭小空间、危险环境进行船体检验,机器人上装有测厚仪、钢材表面清洁器、数码摄像机、高分辨率数码照相机、可调亮度、角度的照明系统以及其它无损检测、无损探伤设备,机器人可以完成常规的由验船师进行的船体     

水下小型爬行视频监测机器人设计与控制的研究

目前水下小型爬行检测机器人已经成为各国研究的热点,本文提出了一种新型水下小型爬行视频检测机器人的设计方案,重点解决了结构设计和远程控制中有关密封方式、电机驱动选型、远程信号传输等问题。该机器人可以推广应用于核电反应堆大修管道检查以及石油、水下养殖、考古、探矿、航运、水下工程监测等一些危险或人不方便检查的场合,有着广泛的应用前景。     

机器人生产线在船舶智能制造中的应用研究

智能制造是“中国制造2025”的主攻方向。本文先浅谈了智能船厂,并结合国内首个智能船厂试点对智能船厂的初级发展建设等进行初步探索,主要对船舶智能制造机器人生产线应用进行梳理分析,如工艺流程及布置、生产模式改进、提质增效和人员减配等。     

船舶中小组立焊接机器人的发展与应用现状

焊接作为船舶和海工装备建造的关键技术,中小组立部件是船舶装配的重要对象,加大对中小组立焊接机器人的发展与应用是进行船舶智能制造的重要一步。为了更加全面的了解船舶中小组立焊接机器人,文章介绍了其在国内外的发展及其关键技术,中小组立机器人将多学科技术融入具备不同特征的中小组立生产中,在保证产品质量一致性的同时提高造船厂自动化生产效率,实现高效造船。     

复杂船舶围壁传热系数取值探讨

采用数值模拟软件对几种复杂船舶围壁进行稳态传热计算,并将计算所得围壁传热系数与相关标准提供的计算值进行对比.结果表明,采用数值方法计算得到的复杂船舶围壁传热系数与相关标准提供的参考值相比差异很大.计算结果也表明：空气层厚度对船舶甲板围壁的传热系数影响较大,而对垂直围壁的传热系数影响较小;隔热材料的导热系数对垂直围壁的传热系数影响较大,而对甲板围壁传热系数的影响较小.相关标准直接笼统地给出了各种类型船舶围壁的传热系数,而对围壁空气层厚度及隔热材料导热系数等未作详细说明,在对围壁传热量进行计算时采用标准推荐的传热系数会出现较大偏差,建议针对具体的船舶围壁,通过数值模拟或实验来获取围壁传热系数.     

基于双目视觉的船用爬壁监测机器人

针对船舶因受海水腐蚀而导致船舶使用寿命短、航行性能下降等问题,研发了一种基于双目视觉的船用爬壁监测机器人。首先设计了机器人爬行机构、电控模块、视觉模块、图像处理和传输模块等硬件部分,视觉模块根据不同视角间的物体图像像素匹配关系,运用三角测量原理计算出像素之间的偏移,以此来获取物体三维信息;再对机器人双目视觉系统进行测试和标定,并得到了实物测量物体的坐标值。实验结果证明,船用爬壁机器人能够有效地解决对船体的损伤监测问题,提高了船舶的寿命和安全性,降低了监测成本和时间。     

李渡长江大桥主塔爬模施工技术

本文主要介绍了爬模系统的构造及操作方法。通过重庆李渡长江大桥的高塔肢施工实践,详述了爬模系统的施工技术。