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大型球罐壁面除漆机器人设计与实验研究
Design and Experimental Study of a Large Spherical Tank Wall Paint Removal Robot
- 机械传动 2024年48卷第1期 页码：151-158
- 作者机构：
1.西南科技大学 制造过程测试技术省部共建教育部重点实验室， 四川 绵阳 621010
2.中国空气动力研究与发展中心， 四川 绵阳 621000
- 作者简介：
杨怀林（1997— ），男，四川江油人，工学硕士；主要研究方向为特种工业机器人；2732638770@qq.com。
- 基金信息：
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2024.01.022
中图分类号：纸质出版日期：2024-01-15，
收稿日期：2022-10-18，
修回日期：2022-11-01，
- 稿件说明：
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杨怀林,刘春华,陈晓辉等.大型球罐壁面除漆机器人设计与实验研究[J].机械传动,2024,48(01):151-158.
Yang Huailin,Liu Chunhua,Chen Xiaohui,et al.Design and Experimental Study of a Large Spherical Tank Wall Paint Removal Robot[J].Journal of Mechanical Transmission,2024,48(01):151-158.
杨怀林,刘春华,陈晓辉等.大型球罐壁面除漆机器人设计与实验研究[J].机械传动,2024,48(01):151-158. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.01.022.
Yang Huailin,Liu Chunhua,Chen Xiaohui,et al.Design and Experimental Study of a Large Spherical Tank Wall Paint Removal Robot[J].Journal of Mechanical Transmission,2024,48(01):151-158. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.01.022.
摘要
为解决大型球罐压力容器表面三层高强度环氧漆打磨问题，设计了一款大型球罐壁面除漆机器人，并对其开展了实验研究。机器人主要包括爬壁吸附系统和自适应打磨系统。通过对海尔贝克阵列永磁体研究，仿真分析履带结构永磁体吸附力与工作间隙的关系，研发了一款吸附稳定、越障性能优越的爬壁吸附系统；针对弧形壁面打磨情况，设计了一款基于电流反馈的自适应打磨系统，并分析金属丝打磨辊力学模型，研发多样金属丝打磨辊。对机器人进行测试，打磨效果良好，机器人可以对环氧漆打磨并露出金属光泽，且是人工打磨效率的3~10倍。该研究为球罐高强度环氧漆打磨提供了新打磨工具，保证了打磨质量，提高了打磨效率。
Abstract
In order to solve the problem of polishing three-layer high strength epoxy paint on the surface of large spherical tank pressure vessels
a large spherical tank wall paint removal robot is designed
and the experimental research on it is carried out. The robot mainly includes a wall climbing and adsorption system and an adaptive grinding system. By studying the permanent magnet of Halbach array
the relation between the adsorption force of the permanent magnet of track structure and the working clearance is simulated and analyzed
and a wall climbing adsorption system with stable adsorption and superior obstacle climbing performance is developed. According to the grinding condition of the curved wall
an adaptive grinding system based on current feedback is designed
and various steel wire grinding rollers are developed by analyzing the mechanical model of the steel wire grinding roller. The robot is tested
and the polishing effect is good. The robot can polish the epoxy paint and show the metallic luster
and its efficiency is 3-10 times that of the manual grinding. A new polishing tool is proposed for ball tank high-strength epoxy paint polishing
which ensures the polishing quality and improves the polishing efficiency.
关键词
爬壁机器人永磁吸附磁力仿真三层环氧漆打磨打磨效果
Keywords
Wall-climbing robotPermanent magnet absorptionMagnetic force simulationThree layers of epoxy paint polishingGrinding effect
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