[发明专利]一种船舶表面射流清洗装置与机器人的集成系统及设备

说明书

本发明公开了一种船舶表面射流清洗装置与机器人的集成系统及设备，属于船舶表面处理领域，包括无阻碍射流装置和与其连接的多自由度机器人系统，无阻碍射流装置包括无阻碍射流装置和用于冰粒生成及喷射冲击的冰粒射流装置，多自由度机器人系统包括配有处理芯片的机械臂和连接机械臂的运行控制系统。通过对冰粒射流和匹配的机器人系统两者进行整合集成，并实现了整个系统的有线/无线智能化控制，降低了人工的使用率，喷枪头位置处制冰与射流的同步化、集成化，解决了现有方案中预制冰粒、冰粒传输融化及采用液氮制冷等问题，机器人的多自由度、智能动态补偿自动调整射流及优化射流效果技术，能够实现船体弧面、梯面及多维面的全方位清洗。

技术领域

本发明涉及船舶表面处理技术领域，尤其涉及一种船舶表面射流清洗装置与机器人的集成系统及设备。

背景技术

2020年，全球造船完工量为8944万载重吨，其中中国造船完成量为3853载重吨，占全球总完工量的43.08％，船舶维修翻新活动量排名前10修船厂中有8家为中国船企，中国已经成为全球重要的修造船中心，而船舶表面需要进行除锈除漆处理。

冰粒射流基本原理是以冰粒替代传统磨料,在高速流体的带动下高速冰粒流撞击工件表面,实现对工件表面加工的目的，当温度降低到-27℃时冰粒可分散存在，且冰粒硬度随着温度降低而逐渐升高，当温度-50℃左右时可达到铸铁的硬度，-70℃时莫氏硬度约为4，接近于橄榄石硬度，然而，冰与钢板的粘结强度却随温度降低而增大，已造成冰粒凝固堵塞射流，亟需研发一种新型的、环保的、智能化、去人工化的除锈除漆技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的船舶表面射流清洗装置与机器人的集成系统及设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种船舶表面射流清洗装置与机器人的集成系统。

一种船舶表面射流清洗装置与机器人的集成系统，包括无阻碍射流装置和与其连接的多自由度机器人系统，所述无阻碍射流装置包括无阻碍射流装置和用于冰粒生成及喷射冲击的冰粒射流装置，所述多自由度机器人系统包括配有处理芯片的机械臂和连接机械臂的运行控制系统。

进一步地，所述无阻碍射流装置包括压缩空气供气单元、低温制冷换热单元、制冰用水增压单元和用于连接控制各个单元设备的电气控制单元，其中，所述低温制冷换热单元包括中温除湿换热器、低温换热器和超低温换热器，所述中温除湿换热器、所述低温换热器和所述超低温换热器均单独配有相应的制冷机组和风冷冷凝器，所述制冰用水增压单元连接冰粒射流装置，所述制冰用水增压单元包括移动储水箱、过冷水处理器和与过冷水处理器相连接的高压泵，所述压缩空气供气单元包括连接有空气压缩机组的储气罐和与所述低温制冷机换热系统相连接的供气处理装置，所述电气控制单元包括电气控制柜和与电器控制柜相连接的控制仪。

进一步地，所述低温制冷换热单元连接所述冰粒射流装置，所述中温除湿换热器、所述低温换热器和所述超低温换热器的进出口均设有温度检测器，所述中温除湿换热器、所述低温换热器和所述超低温换热器均连接有凝露水管，所述凝露水管上安装有阀门。

进一步地，所述冰粒射流装置包括枪体，所述枪体内部分别设有水雾汽化室和冰粒生成通道，所述枪体的一端设有过冷水入口，所述过冷水入口的内部设有组合喷嘴，所述过冷水入口连接枪体内的水雾汽化室，所述水雾汽化室的外壁连接有化霜热气流入口和余水排出口，所述枪体远离所述过冷水入口的一端设有与其相配合的操作软管，所述操作软管的另一端设有喷口，所述冰粒生成通道的内部分别设有与所述枪体相配合的低温气流入口和超低温加速气流入口。

进一步地，用于所述无阻碍射流装置的多自由度机器人系统，包括配有控制系统的机械臂和连接机械臂的运行控制系统，其中，所述运行控制系统包括感知控制模块、用于接收清洁任务的路径规划控制模块、机械臂控制系统和集成终端，其中，所述感知控制模块通过路径规划控制模块与机械臂控制系统相连接。