船舶喷漆爬壁机器人设计及关键技术

随着经济全球化不断发展，海上运输由于其运输量大、成本低等优点已经逐渐成为目前最重要的运输方式之一，因此对于船舶制造和维护的需求也日益增大。船舶表面的喷漆作业作为船舶制造工艺中重要的一环，对于船舶抵抗海水侵蚀有着重要的意义。为了保证船舶的安全运行和使用寿命，需要定期对船舶进行除锈后喷漆的防腐工作。

现阶段传统的人工喷漆作业不仅大大增加了船舶制造的成本，而且其本身喷漆质量及效率也无法保证，且人工喷漆需要在脚手架上手持喷漆枪作业，具有一定的安全隐患，人工近距离接触化学物质也具有一定的健康影响，基于此现状，德高洁设计了一种可吸附于船舶表面、搭载喷漆设备的爬壁机器人，来替代人工完成喷漆作业，以提高喷漆质量、效率、安全。
 
应对于船体表面的喷漆施工，喷漆机器人需要面对强大的吸附能力，机器人在船体外壁面上吸附行走时，不仅要克服自身的重力且本身携带着喷漆设备，拖曳着油漆管路、电缆等，因此对爬壁机器人的负载也有一定的要求。综合考虑船体面的特殊工作环境、喷漆和负载等要求，喷漆爬壁机器人需要满足的技术要求如下：

●爬壁机器人具有大角度的吸附能力，确保其能够在船体表面上稳定运行；
●爬壁机器人的质量要保持在一个合理范围内，确保机器人能够灵活的移动；
●爬壁机器人工作过程中需要拖拽漆路以及线缆，因此要求爬壁机器人的负载能力达到30 Kg以上；
●爬壁机器人能适应不同曲率的曲面，且需要在不同类型的船舶上进行作业，因此需适应不同曲率的船体外壁面；
●爬壁机器人需要具有一定的越障能力，一般大型散货船的焊缝高度不会超过6 mm，因此机器人需要具有越过6 mm高度障碍物的能力。

基于以上船舶喷漆机器人的设计要求，德高洁船舶喷漆爬壁机器人其将喷枪机构、爬壁机器人、控制技术等基于一体，以爬壁机器人搭载喷漆枪作业，可有效提高船舶表面的喷涂质量、效率，并减少喷涂施工对周围环境及工作人员造成的负面影响。

德高洁船舶喷漆机器人采用永磁吸附技术，轮式驱动方式，具有强大的附壁行走能力，能够携带70 kg重量，灵活移动在船体表面，并具有一定的曲面越障能力，可通过≤10 mm高度的障碍物，从容应对船体表面的喷涂施工工况。
 
德高洁船体喷漆机器人，以爬壁机器人搭载摆臂喷漆枪作业，通过控制摆臂，实现喷枪完成以机器人为中心的左侧、中间、右侧的喷涂，且机器人行走轨迹和喷涂轨迹不重叠，确保喷涂的均匀度；喷漆轨迹的内边界，距离机器人左轮或右轮外侧200 mm，避免污染轮子造成的负面影响。

机器人喷涂过程中可配备防风罩，选用高分子透气材料，可减少风阻对机器人的作用力，保障喷漆过程顺利进行喷涂效果均匀，并有效缩小喷漆随风扩散带来的环境污染问题；除此之外，机器人可以搭载照明摄像监控系统，方便封闭的黑暗空间和夜间操作，机器人本身具有航向自动纠偏功能，实现水平和垂直直线行走。其喷涂宽度在300~1000 mm，喷涂效率300~1200 m²/h，为大面积船体喷涂施工，提供高效、安全、环保的解决方案。