[0001] 本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种船舶壁面除污的磁吸附链履式爬壁机器人。

[0002] 海洋贸易依托船舶运输，船体在航行中受到电化学腐蚀和海洋生物附着等，使得船体表面布满污垢，增大运输的无效负荷，需要在船坞进行除污清洗维护。采用人工清洗，工作量巨大，施工环境恶劣且清洗质量难以保障。采用磁吸附链履式爬壁机器人，清洗船体表面不受时空约束，对提高劳动生产效率和减少修船的成本具有重要意义。

[0003] 爬壁机器人负压吸附对于壁面平行度有较高要求，船体污垢壁面过于凹凸难以实现较好密封，故易发生吸附力失效。电磁吸附需持续供电，虽然取放机器人比较便捷，但存在发生断电脱落的危险。推力吸附，利用喷射的流体产生的冲力将机器人推在壁面上并进行移动，吸附稳定性差，移动速度低，不利于提高清洗效率。永磁吸附产生吸附力大而稳定，不需要额外的能量。

[0004] 爬壁机器人的移动方式主要有三种，足式、轮式及履带式。足式移动方式是将吸附装置安装在腿式机构上，利用交替吸附方式使机器人实现移动的，虽有较强的越障能力，但移动速度慢，承载能力低。轮式移动方式虽然避障能力不如足式，但其移动速度较快，其与壁面的接触属于低副线接触，故灵活性相对较高，但吸附稳定性不强，在清洗作业遇到曲率较大的船体结构时容易打滑。履带式移动方式承载能力大，壁面适应性更强。

[0005] 永磁吸附履带式爬壁机器人的行走机构一般都设置有一定数量的支撑轮，支撑轮太少，机器人所受法向外力载荷将主要由前后极限位置的四个吸附单元承担，加上单元与壁面之间的吸附力，履带链条在作动时，极易产生巨大的张力，从而发生断裂。支撑轮太多，履带虽具有较好的载荷分散性，但不能更好地与小曲率壁面贴合。在跨越贝类等污垢障碍时，履带中两链轮的中心距若可自调，则可增大履带在越障时的贴壁面积，减少吸附力的损失，支撑轮与履带接触压力若可调，则可在不增加支撑轮数量的前提下，增加履带的载荷分散能力。

[0006] 有鉴于此，提出本发明。

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0028] 如图1至图6所示，一种船舶壁面除污的磁吸附链履式爬壁机器人，包括永磁吸附履带行走机构1，永磁吸附履带行走机构1和板架式车体2通过两个双头螺柱106连接，清洗装置3包括主清洗组件和副清洗组件，主清洗组件通过安装支柱303安装在中间隔板203的中央位置，副清洗组件通过连接管固定件305与侧板210前端结构连接。

[0029] 所述永磁吸附履带行走机构1包括主动链轮101，主动链轮101的轮齿与永磁吸附链节118接触啮合，永磁吸附链节118与链板119通过链节连杆114交替连接，形成履带。从动链轮108两侧伸出轴与轴承109内径之间采用过盈配合，轴承109安装固定在链轮撑板110两侧的轴承座结构上，链轮撑板109通过伸缩杆与张紧侧板105连接，伸缩杆上搭载弹簧a107,履带在接触污垢障碍时可产生变形和减震，自动调节主动链轮101和从动链轮108的中心距，张紧侧板105的U型孔上固定着凸台固件103，伸出的螺栓上装载有转动连杆113，凸台固件103通过销轴和伸缩杆112连接，伸缩杆112上搭载弹簧b111，弹簧b111的下端顶着升降套杯117平面端，升降套杯117的端口周向上开有许多半圆槽，半圆槽的圆心离平面端的距离不同，半圆槽口顶着伸缩杆112上的U型凸起结构，转动升降套杯117，可改变弹簧b111的预压缩量，伸缩杆112、转动连杆113和套杯116通过销轴和支撑轮115连接，使得支撑轮115与履带之间能够产生可调节的初始接触压力。永磁吸附履带行走机构的驱动模块中，主动链轮101的轮毂结构通过平键131与轴129相连，轴129与联轴器130的一端相接，直角减速器102伸出轴搭载平键，与联轴器130的另一端相接，直角减速器102的输出端与驱动电机104输出端的转速比为1：3。

[0030] 所述板架式车体2包括左右两个侧板210，侧板210顶部的凸台通过八个内六角螺钉与顶板211连接，顶板211的中央位置安装有吊环螺钉202，可系安全绳，两边焊接着把手201，用来取放机器人。侧板210上开有U型槽，卡槽204通过螺栓安装在槽上并能够调整位置，卡槽204通过螺钉与中间隔板203相连，顶板211和中间隔板203之间的空间可安装放置控制板、电源、浮箱208等，侧板210前端安装着电磁铁模块，电磁铁模块包含电磁铁207，电磁铁207安装固定在箱体206中，箱体206和电磁铁固定件205通过L型连杆粘接相接。

[0031] 所述清洗装置3包括主清洗组件和副清洗组件，设置副清洗组件的目的是增大机器人永磁吸附履带在污垢壁面上行进时的贴合面积，减少永磁吸附力的损失。主清洗组件包含刷盘a301，三个刷盘a301的轴孔与电机302伸出轴过盈配合，三个电机302安装在刷盘连接板304上，电机转速相同，两边的电机转向相反，可减少整体转动的角动量，刷盘连接板304钻有螺纹通孔，与安装支柱303通过螺钉连接。副清洗组件包含刷盘b307，刷盘b307顶部凸起结构轴孔与电机302伸出轴相接，电机302通过电机篐固定在异面连接管306的一端，另一端通过螺钉与连接管固定座相连接。

[0032] 所述永磁吸附链节118包含平面型Halbach磁块阵列，该阵列由十三块永磁块和轭铁125组成，永磁块分为三种类型，a型磁块126、b型磁块128、c型磁块127，a型磁块126的宽度等于b型磁块128的宽度，a型磁块126的长度等于c型磁块127的长度。整个磁块阵列的长度方向为a型磁块126和b型磁块128交替排列，长度比为1：3；宽度方向为a型磁块126和c型磁块127交替排列，宽度比为1：2，磁块阵列的下方为一定厚度的轭铁125，整个阵列和轭铁125由铝框121封装，通过两边的螺钉安装固定在铝框安装板120上，尼龙保护套粘接在铝框外侧，一方面减少来自海洋环境的腐蚀，另一方面增大永磁吸附链节与船体壁面的摩擦因数。铝框安装板120通过两个螺钉安装在内链块122上，内链块122两侧四个圆柱凸台上均套有滚筒123，圆柱凸台端部粘接着链板119，内链块122的圆柱凸台均打有通孔，与内链杆成间隙配合。