技术领域
[0001] 本
发明涉及除锈清洗领域，更具体地，涉及船舶、储罐等金属壁面清洗作业所用的可组合型爬壁式船舶智能激光除锈设备。
背景技术
[0002] 船舶外板为大型金属壁面，经过长期的
风吹日晒、盐
碱侵蚀、灰尘黏附后，金属壁面会出现污垢、锈蚀以及掉色等现象，对船舶外板进行除锈、除漆等是修船的必要步骤。船舶外板表面积相对较大，通常的方法为人工搭建
脚手架，在脚手架上进行相应操作，不仅耗费大量时间与人
力，还有安全隐患。目前已有的智能除锈装置通常采用高压
水、开放式
喷砂或
喷丸的方法，浪费水资源，同时会造成扬尘等污染物，严重污染空气以及周边水域。
[0003]
申请号为CN201720777054，申请日为2017.06.29的中国
专利涉及一种爬壁式船舶外板智能激光除锈设备，其通过移动平台、升降装置与作业平台与爬壁
机器人相连，采用自动化式的运行方式，可以除锈、除漆，也可以漆面拉毛作业，一职多能。其采用激光除锈装置，环保省力。但
缺陷在于，其爬壁机器人需要利用升降台操控，体型笨重操作不便，且激光除锈装置同时刻的除锈面积太小，对大型船舶外板除锈会耗费大量时间。因此，为船舶外板等大面积金属壁板寻找一种省时省力、环境友好的除锈方法是一个亟待解决的问题。
发明内容
[0004] 本发明针对
现有技术的不足，提出了一种可组合型爬壁式传播智能激光除锈设备，采用遥控自动化控制系统，控制操作更方便；可组合拆分，利用多个小型爬壁机器人同时工作，降低了对单个除锈
激光器的功率要求，减小了单个爬壁机器人的重量，提高了工作效率；对环境无污染，省时省力。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：可组合型爬壁式船舶智能激光除锈设备，包括远程遥控
操作系统、多个小型爬壁机器人、激光除锈装置、
机器视觉系统和控制系统。激光除锈装置与其发射头安装在爬壁机器人中，与控制系统电连接；机器视觉系统安装在爬壁机器人中，与控制系统电连接；控制系统安装在爬壁机器人中，通过远程遥控操作系统控制。在作业过程中，机器视觉系统自动识别规划前进路线，工作情况通过远程操作系统实时反馈；爬壁机器人可用于
单体或组合作业，通过远程操作系统进行阵列控制。
[0006] 优选地，所述远程遥控操作系统具有状态显示和参数设置功能，用于对爬壁机器人工作状态进行远程监管与控制。
[0007] 优选地，所述爬壁机器人可以单独工作，也可以多个机器人组合成阵列式工作。
[0008] 优选地，所述爬壁机器人主体由除锈设备主体、
履带、电磁
铁组成。
[0009] 优选地，所述爬壁机器人的底部安装有履带，履带上镶嵌有
永磁体，通过永磁
吸附的方式在船舶外板运动；所述爬壁机器人的底部还安装有辅助
吸盘。
[0010] 优选地，所述爬壁机器人侧面镶有电
磁铁，用于其阵列式工作时相互吸附。
[0011] 优选地，所述除锈设备主体由激光除锈装置、机器视觉系统、控制系统组成。
[0012] 优选地，所述机器视觉系统包括
光源和摄像机，光源和摄像机均和所述控制系统电连接。
[0013] 优选地，所述激光除锈装置包括扫描振镜、激光器主机和
温度控制系统。
[0014] 优选地，所述控制系统包括无线
信号接收和发射单元、驱动
电机单元和激光器控制单元。
[0015] 优选地，所述电源模
块为
蓄电池，同时给激光除锈装置、机器视觉系统、控制系统供电。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0017] 1.本发明选用激光除锈装置，与机械除锈的人工打磨方法相比较，不会产生机械损伤；与喷砂除锈相比，不会损伤周围器件；与化学除锈相比，不会损伤基底材料也不会带来二次污染。
[0018] 2.本发明采用远程遥控操作，具有智能化除锈路线识别系统，无需进行多余辅助装置搭建，有效减小人力物力的使用，便捷省力。同时，遥控操作可根据不同锈迹情况对激光除锈设备进行配置，使其能满足不同条件下的使用需求。
[0019] 3.本发明采取阵列式方法，使除锈机器人能够形成阵列同时行进，也可以拆分为单独个体使用。在对大面积船舶外板除锈的情况下，阵列式除锈能够有效减少除锈时间；在对小面积特殊
位置除锈的情况下，拆分为单独个体进行除锈，能够深入需求位置，避免除锈不完全现象的发生。
[0020] 4.本发明采用可阵列式操作的激光除锈设备，选取小型激光除锈设备进行除锈操作，利用阵列形式弥补其在除锈面积上的不足，不需采用大功率的激光器即可进行大面积的除锈工作，能够有效降低加工成本。
附图说明
[0021] 图1为本发明一个
实施例运行方式示意图；
[0022] 图2为本发明所述爬壁机器人结构示意图；
[0023] 图3为本发明所述智能除锈设备主体系统组成图。
[0024] 附图中，各标号代表的部件名称如下：1、船体，2、爬壁机器人，3、远程遥控操作系统，4、智能除锈设备主体，5、履带，6、电磁铁，7、激光除锈装置，8、机器视觉系统，9、控制系统，10、无线信号接收和发射单元，11、
驱动电机单元，12、激光器控制单元，13、电源模块。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0026] 图1至图3为本发明的一种实施例，如图所示，一种可组合型爬壁式船舶智能激光除锈设备，包括远程遥控操作系统3、爬壁机器人2、激光除锈装置7、机器视觉系统8和控制系统9。激光除锈装置7的激光发射头安装在爬壁机器人2中，与控制系统9电连接；机器视觉系统8安装在爬壁机器人2中，与控制系统9电连接；控制系统9安装在爬壁机器人2中，通过远程遥控操作系统3控制，遥控方便，无需多余辅助工具，节省人力物力。爬壁机器人2可单独工作，也可组合成阵列共同作业，能够同时满足对大、小面积不同的除锈要求，除锈效率高。激光除锈装置7采用光纤激光器，
谐振腔内不存在光学镜片，
稳定性高。同时光纤输出激光距离远，不需
接触即可进行除锈操作，对物体不产生损伤。且激光除锈无耗材无废料，节约资源，保护环境。
[0027] 所述远程遥控操作系统3具有状态显示和参数设置功能，作为整个系统的操控源，用于对爬壁机器人2工作状态进行远程监管与控制。该操作系统与爬壁机器人2内部的控制系统实时连接，通过无线信号遥控，可显示爬壁机器人2当前工作状态，对爬壁机器人2工作参数进行设置，带有急停选项，以保证安全。并且，操作系统中具有很
多窗口，每个窗口对应监管一个爬壁机器人2，能够同时对所有爬壁机器人2进行监管，以实现对每一个爬壁机器人2工作状态的掌握，便于分离或组合各个爬壁机器人2。
[0028] 所述爬壁机器人2可以单独工作，也可以多个机器人组合成阵列式工作。每个爬壁机器人具有特定的编号，通过远程遥控操作系统3可对其工作状态进行设置。可选中特定编号的爬壁机器人2，使其单独作业；也可以通过远程遥控操作系统选中需要组合的爬壁机器人2的编号，设置组合阵列最左(或最右)端的爬壁机器人2，其余被选中机器人将通过各自的机器视觉系统选择合适路径前往进行排列，使其进行组合作业。
[0029] 所述爬壁机器人2主体由智能除锈设备主体4、履带5、电磁铁组成6。
[0030] 所述爬壁机器人2的底部安装有履带5，履带5上镶嵌有永磁体，通过永磁吸附的方式在船舶外板运动，履带结构可提供最大面积的永磁体结构；所述爬壁机器人2的底部还安装有辅助吸盘，工作时吸盘提起，以正常移动作业；工作结束后，吸盘放下并吸附在船舶外板表面。
[0031] 所述爬壁机器人2侧面镶有电磁铁6，用于其阵列式工作时相互吸附。通过远程遥控操作系统3可对电磁铁6进行控制。当其单独工作时，电磁铁6设置为断开状态，以保证其不受其余爬壁机器人2的影响；当其组合工作时，电磁铁6设置为打开状态，保证机器人队列之间不会出现空隙，能保持队列形状前进。并且，爬壁机器人2采用非金属
外壳，以保证单独工作的爬壁机器人2不受电磁铁效应影响。
[0032] 所述智能除锈设备主体4由激光除锈装置7、机器视觉系统8、控制系统9和电源模块13组成。
[0033] 所述激光除锈装置7包括扫描振镜、激光器主机和
温度控制系统。其中，激光器主机为一
近红外脉冲光纤激光器，
峰值功率为千瓦级，输出为带有
准直功能的光纤。激光脉冲从光纤中准直输出后，经过扫描振镜照射到需要除锈的表面，通过振镜的扫描对表面进行逐步除锈。
[0034] 所述机器视觉系统8包括光源和摄像机，光源和摄像机均和所述控制系统电连接。在激光除锈作业中，机器视觉系统通过光源发出照明光，通过摄像机对被照明区域进行图像捕捉。将捕捉
图像处理为
数字信号后通过无线信号发射系统输出到远程遥控操作系统3中，用于对当前处理区域情况的掌握。同时，机器视觉系统8可辅助爬壁机器人2进行当前区域识别，方便其对路径进行自动规划，使其能够全自动行进，并在需要组合为阵列时自动前往特
定位置。
[0035] 所述控制系统9包括无线信号接收和发射单元、驱动电机单元和激光器控制单元。无线信号接收和发射单元用于与远程遥控操作系统3进行联络，处理信号供给远程遥控操作系统3，产生信号控制驱动电机单元与激光器控制单元；驱动电机单元用于控制爬壁机器人2行进、停止、辅助吸盘的升降，以及电磁铁的开闭；激光器控制单元用于控制激光除锈装置7的开启关闭，温度，以及控制激光器
能量、脉冲重复
频率、扫描速度等参数。
[0036] 所述电源模块13为
蓄电池，同时给激光除锈装置7、机器视觉系统8、控制系统供电9。电源模块13的电量情况实时反应在远程遥控操作系统3中各爬壁机器人2对应的窗口中，电量不足时将会自动报警，同时爬壁机器人2自动回到出发点。在爬壁机器人2停止工作后，能够对蓄电池进行充电。可用电源线直接连接爬壁机器人进行充电，也可将蓄电池取出进行充电。
[0037] 本系统的工作过程：将所有爬壁机器人2与远程遥控操作系统3配置好并连接，此步骤为一次性步骤，第一次配置好后，此后工作就不需再次配置；将爬壁机器人2充好电后放置在需要除锈的表面；开启爬壁机器人2，设置除锈参数；启动爬壁机器人2，其自动收起吸盘，开启激光除锈装置7进行除锈，过程中可自主设置单独工作或组合工作，可遥控电磁铁开断，可通过监控实时掌握需除锈表面情况；在除锈过程中，通过被除锈表面情况，可随时更改除锈参数，更改除锈参数时需先将激光除锈装置7关闭，更改后再将其打开继续除锈；除锈完毕后，关闭激光除锈装置7，通过远程遥控操作系统3将其收回，其自动回到出发点，并自动放下吸盘吸附在表面。
[0037] 上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的
基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种
修改或
变形仍在本发明的保护范围以内。
