履带式爬壁除锈机器人设计及试验

针对修船作业中船舶壁面的除锈问题，设计了一种单纯采用永磁吸附实现附壁的履带式爬壁机器人，利用其上搭载的高压水射流装置实现除锈。首先，设计的永磁吸附单元由多块永磁体组成，采用Halbach充磁方向布置，单块磁吸附力理论接近1.4 kN;然后，机器人行走方式采用同步链传动、双链条履带结构，使永磁吸附单元可靠稳定的吸附在壁面上，链条的涨紧采用垂直涨紧和水平涨紧相结合的方式，驱动系统采用双电机驱动及锥齿换向结构，同时清污盘与框架的连接采用十字铰接式柔性设计。最后，对制造的永磁吸附单元开展力学实验，对搭建的功能性样机开展水平运动、垂直爬壁和1∶1实船模型爬壁等实验。研究结果表明：制造的单块永磁吸附单元的吸附力可达1 kN,满足机器人抗倾覆要求；功能性样机在爬壁实验中是可以可靠附壁的，同时可实现机器人的行走和转向运动，为后期工程样机积累了实验数据，为机器人进一步优化奠定了基础。