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。     

船舶检测过程中爬壁机器人技术的应用

近年来,机器人技术的发展日新月异,不论是在工业领域还是家用智能电器,机器人发挥着越来越重要的作用,船舶工业也不例外。由于大型船舶的结构尺寸大,外船体采用焊接工艺,船体焊缝的缺陷检测是一道重要的检测工序,而传统的人工检测需要进行登高作业,且效率很低,因此,采用爬壁机器人和自动检测技术非常有必要。本文首先介绍磁吸式爬壁机器人的结构和力学原理,在此基础上开发爬壁机器人船舶远程控制系统,并对爬壁机器人的船舶质量检测工具进行了详细介绍,有助于提高现有船舶检测过程的质量和效率。     

业内媒体链接

《船海工程》2006年第一期船舶除锈机器人驱动力系统设计邓义斌钟骏杰范世东主要内容：文章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。     

中国将造船机器人列入863计划 推核心部件国产化

<正>日前,中国将"大型造船多分段全自助焊接双臂机器人的关键技术与装备"列入863计划,承担这一计划的是位于连云港的中船重工716研究所。目前他们已经研制出船舶舱室焊接机器人、船舶龙门架焊接机器人。机器人产业已经成为世界各国高度关注的战略性新兴产业。我们国家也正在加大机器人在船舶、飞机、民爆、传感器、仪表等制造行业应用示范的推广力度,提升制造过程的智能化水平。相对于通     

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。     

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。     

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。     

船舶甲板智能抛丸机器人设计

为解决在船舶外场涂装阶段除锈和拉毛施工效率低、质量不稳定、环境污染严重等问题,设计一款用于船舶甲板的智能抛丸机器人。简介该型机器人系统组成,阐述其抛丸分系统、除尘分系统和越障辅助机构的硬件设计及其软件设计,并设计手动遥控和自主导引操作方式。实船测试结果表明,该型机器人可满足船舶甲板除锈清理的工作要求。     

船舶除锈用水作业新工艺研究

船舶的内舱、外表面和甲板的除锈除漆是修船工程的重要环节。文章在总结传统除锈工艺的基础上,提出全面采用集超高压旋转水射流技术为核心的平面清洗器来应对各种表面的除锈作业。在250MPa、50L／min的水射流工况下,以40～60mm不变的最佳靶距和直径300mm的旋转纯水射流。同时采用专用执行机构和爬壁机器人作业,实现高质量、高效率、安全、环保的大面积表面除锈作业。这一用水作业的新工艺研究,将全面促进修船除漆工艺的技术进步。     

一种船舱除锈喷漆移动机器人的设计

依据船舶修造行业的现状,多方面考虑适应各种不同大小船舶的使用条件,提供一种可满足各种船舱除锈喷漆工艺技术要求的除锈喷漆移动机器人的设计,通过变换机器人前端手部不同工具,实现在同一台机器人上既能够进行除锈作业,也能够进行喷漆作业,尤其是能够实现在船舱中的三维空间作业面的方便转换和简单曲面的连续除锈喷漆作业.     

高效无尘喷砂除锈器气固两相流运动特性分析

为分析爬壁除锈机器人的无尘喷砂除锈器中空气和磨料气固两相流的运动特性,基于欧拉-拉格朗日方法的离散相颗粒模型,建立了喷砂除锈器有限元模拟模型。仿真结果表明：进气压力增大时,磨料对工件表面的冲蚀作用略微加强;随着进砂量的增大,对弯管接头的磨损和对工件表面的冲蚀作用都增强;当真空负压开启后,回收效果显著提升,0.045MPa时基本可以实现喷砂过程的无尘化,但负压大于0.045 MPa时,磨料回收效果提升不明显,但对工件的冲蚀效果减弱。实船应用表明：在最优化参数下,除锈后表面清洁度可达到SA2.5级,粗糙度达到44μm,验证了无尘喷砂除锈器气固两相流模型的正确性,为后续的除锈器结构优化设计、工艺参数优化提供了良好的支撑和指导。     

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。     

基于虚拟现实的船用甲板机器人工作状态智能监测系统

船舶甲板机器人可帮助船舶高效率除锈,并降低船员工作强度,减少安全事故发生。传统的船舶机器人监控系统只能查看机器人的所有工作状态参数,无法形象地展示机器人工作状态。本文在对虚拟现实技术充分研究的基础上,设计甲板机器人状态监测系统,并设计系统传感信息采集的硬件结构。构建基于虚拟现实技术的机器人工作状态智能监控系统,对系统中的碰撞检测技术以及虚拟交互实现方法进行分析。通过将机器人的状态实时反馈到虚拟场景中,有效实现操作者和机器人之间的实时交互,实现在线操控监测和离线教学的功能。     

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。     

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。     

船体表面清洗机器人磁吸附机构的优化设计

为提升永磁轮的磁吸附效率,以用于为船体表面清洗机器人提供吸附性能的永磁轮为研究对象,提出一种改进的径向充磁磁路.通过静力学分析获得永磁轮所需最小吸附力,分别针对3种磁路形式开展有限元仿真分析,结果表明,与传统的磁路相比,改进的磁路设计能明显地提高永磁轮的吸附力.在此基础上,开展永磁轮主要尺度的敏感性分析,确定该永磁轮模型结构尺寸,磁铁的厚度为20 mm,导磁铁的宽度为6 mm,为船舶清洗机器人总体设计打下基础.研究成果对船舶爬壁清洗机器人、检测机器人、储罐检测机器人和核电站检测机器人等同类机器人的开发具有借鉴意义..     

影响船体爬壁除锈效率的参数试验研究

为提高超高压水射流船体爬壁除锈作业效率,对影响除锈效率的参数,应用正交设计方案,对行进速度、射流压力、喷嘴转速及喷嘴口径等关键参数,进行了正交设计匹配研究,同时,为进一步提高除锈效率,进行了影响除锈效率关键参数的优化匹配。     

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。