[发明专利]海上平台甲板除锈与支援四足机器人

说明书

本发明设计了海上平台甲板除锈与支援四足机器人，机器人主要由主体箱、腿部组件、物料箱、卷扬机构、机械臂式打磨组件、承重滑轮架组成。机器人通过舵机的旋转，控制四条机器人腿交替运动实现机器人的前进、后退和横向移动。机器人背部装有物料箱，通过卷扬机和承重滑轮架实现对爬壁机器人的电源供给和牵引保护。机器人通过舵机控制机器械臂的伸出和收缩，在机器人行进时电机驱动打磨头对海上平台甲板壁面进行打磨作业。所设计机器人对海上平台复杂的环境条件具有很好的适应性，除具备海上平台甲板壁面爬行与作业功能外，还具备为垂直壁面爬行与作业机器人提供电源、牵引方面的支援功能。

技术领域

本发明涉及一种海上平台甲板除锈与支援四足机器人，属于机械设计领域。

背景技术

在海上油气田的开发过程中，移动或固定平台随着运行年限的增加以及受海洋特殊环境的影响，均产生了不同程度的内外腐蚀，严重的腐蚀容易使装备产生穿透性泄漏，进而造成环境污染、火灾、爆炸等危险；同时，腐蚀也大大降低了结构的强度，对平台局部乃至整体的安全构成威胁。为降低平台设施腐蚀程度及其所带来的风险，平台设施需要定期或不定期地进行除锈和喷涂作业。目前，该作业主要是通过人工完成，并存在作业难度大、风险高、劳动强度大、作业效率低、人力成本高等方面的问题。因此，平台现场迫切需要一种更为高效、安全的作业方式以代替人工作业。

传统单一机器人的模式很难满足平台现场的应用需求。本发明设计了一种四足除锈机器人结构，可在海上平台甲板表面爬行与除锈作业。同时，机器人具有较强的负重能力，还具备为垂直壁面爬行与作业机器人提供能源、牵引等方面的支援功能。

发明内容

本发明设计了海上平台甲板除锈与支援四足机器人，机器人除具备在海上平台甲板上爬行与除锈作业外，还具备为垂直壁面爬行与作业机器人提供能源、牵引方面的支援功能。为实现上述目标，本发明采用以下技术方案：

海上平台甲板除锈与支援四足机器人整体由主体箱（B）、腿部组件（A）、机械臂式打磨组件（C）、物料箱（E）、卷扬机构（F）、承重滑轮架（H）组成。主体箱（B）是由9块铝合金板材用连接杆（6）和L型连接件（7）经过螺栓（5）联接固定后组成，主体箱（B）有中间位置分为上下两层，上层可用来放置控制系统，下层可用来放置蓄电池；腿部组件（A）通过舵机法兰（10）、轴承（19）和螺栓（1）将髋部结构（18）固定在主体箱（B）前背板和后方背板中间而固定；机械臂式打磨组件(C)安装在主体箱（B）上背板前方中间位置，机械臂式打磨组件（C）的旋转底座（8）通过联轴器（4）联接电机（2），电机（2）通过螺栓（3）固定在主体箱（B）中间隔板下方；卷扬机构（F）安装在主体箱（B）上背板后方位置，通过螺栓（5）固定；承重滑轮架（H）正对卷扬机构（F）安装在主体箱（B）后背板上，通过螺栓（5）固定；物料箱（E）安装在机械臂式打磨组件(C)和卷扬机构（F）的中间位置，通过螺栓（5）固定于主体箱（B）上背板。

四条机器人腿的腿部形状、结构及尺寸完全相同，腿部组件（A）主要由髋部结构（18）、大腿（16）、小腿（20）、舵机（11）和电磁吸附结构（21）组成，髋部结构（18）通过舵机法兰（10）、轴承（19）由螺栓（1）固定在主体箱（B）前背板和后方背板中间，舵机（11）可控制髋部结构（18）的左右摆动实现机器人的横向移动；大腿（16）与髋部结构（18）是通过舵机法兰（10）、轴承（19）由螺栓（1）联接固定；大腿（16）和小腿（20）之间也是通过舵机法兰（10）、轴承（19）和螺栓（1）联接固定，舵机（11）控制大腿（16）和小腿（20）的旋转实现机器人的前进和后退运动，其中大腿（16）和小腿（20）上的舵机（11）均是由螺栓（14）固定；电磁吸附结构（21）包括沉头螺栓（22）、电磁铁（24）、弹簧（23），通过沉头螺栓（22）将电磁铁（24）固定在小腿（20）的底部，电磁铁（24）可在小腿（20）底部凹槽内随弹簧（23）的伸缩而移动。