船（chuán）舶爬壁機器人吸附技術及其應用分析

隨著科學技（jì）術的發展，爬（pá）壁（bì）機器人的應用呈現“井噴（pēn）式增長”形勢，其主要用於代替人工（gōng）勞動完成危險、繁複、惡（è）劣環境的工作，尤其（qí）實在船舶外（wài）壁的除鏽清（qīng）洗中優勢更為突出。船用（yòng）爬壁機器人與陸地機器（qì）人的不同之處在於其對吸附（fù）能力的需求，這也造（zào）就（jiù）了其（qí）是移動（dòng）機構與吸附（fù）機構強耦合的機器體。

由於船舶爬壁機器（qì）人，需要搭載清洗、除鏽、除漆等裝置在船舶曲麵進行作業，所以避免出現脫落狀況，船舶爬壁機（jī）器人需要具備較強的吸附能力，目（mù）前，船舶領域中，爬壁機器人大多采（cǎi）用負壓吸附（fù）技術、螺旋槳吸附、磁（cí）吸附技術，這三種吸（xī）附技術的吸附能（néng）力較（jiào）大，能夠支撐（chēng）爬壁（bì）機器人完（wán）成作業任（rèn）務（wù），但存在（zài）著吸附機構與移動機構強耦合、吸附力難（nán）以調節、越障能力弱等問題。
 
一、負壓吸附技術

低真空（kōng）度負壓吸附采用風機旋轉將負壓腔內（nèi）的空氣抽出產生負壓來（lái）吸附（fù），具有一定的壁麵適應能力，但存在噪音大、體積大的缺點，高真空度負壓吸附方式則由真空泵在真空吸盤內產（chǎn）生一定真空度，其（qí）具（jù）有噪音（yīn）較小、易於小型化集成的優點，但（dàn）對壁麵的光潔度及（jí）透氣性有較高要（yào）求，而需要清洗作業的船舶壁麵多存在凹凸不平，具有焊縫、舊漆層等工況，所以這種吸附方式受限。

二、螺旋槳吸附技術

螺旋槳吸附又名旋翼吸附、推力吸附（fù）、正壓吸附，靠（kào）合理布置螺旋槳的角度，利用螺旋槳旋轉產生的推力將機器人貼附在壁麵（miàn）上，這種雖然方式結構比較簡單，但效率低下（xià），工作噪音大，比（bǐ）較（jiào）容易受到外（wài）界（jiè）的影響的缺點。

三、磁吸附技術

磁吸附（fù）式爬壁機器人被廣泛應用於各行各（gè）業，以在人工不易到達的地方進行勘測、清掃等工作，磁（cí）吸附技（jì）術的應用較晚於負壓吸附（fù）技術，但其在兼（jiān）具船舶壁麵吸附能力的同（tóng）時，具備較強的負載能力，相較於負壓吸附技術，磁吸附（fù）技術對船舶壁（bì）麵的光（guāng）潔度要求不高，不（bú）會因為壁麵不平而（ér）泄（xiè）壓現象，因此如果壁麵是導磁材料便優先考慮磁吸附方式。目前采用磁吸附技術的（de）爬壁機器人主要（yào）可以分（fèn）為履帶式磁吸附爬（pá）壁機器人、輪式磁吸附爬壁機器人兩大（dà）類。

1、履帶式爬壁機器人
 
主要（yào）有履帶和磁塊、履帶和磁體兩種形式，其區別在（zài）於一種是磁塊安裝於機身底部用於（yú）吸附，履帶用於行走；另一種磁體等間距安裝於履帶之上（shàng），伴隨履帶（dài）同速轉（zhuǎn）動，履帶與磁體合為一體，兼具行走和吸附功能。履帶式磁吸附（fù）爬壁機器人（rén）能充分與（yǔ）壁麵接觸，可以提供（gòng）足夠（gòu）大的吸附力，壁麵適應性較強，缺點是不靈活（huó），不（bú）易轉（zhuǎn）彎，且（qiě）需要（yào）比較大的（de）驅（qū）動力（lì），存在（zài）吸附機構與移動機構強耦合、吸附力難以調（diào）節等問題。

2、輪式磁吸附爬壁機器人（rén）
 
車（chē）輪和磁塊組合、磁（cí）輪兩種形式，車輪和磁塊組合個（gè）體較大的磁塊安裝於機身底（dǐ）部用於吸附，車輪用於行走和轉向；磁輪的方式是車輪本身由磁（cí）鐵製作而（ér）具有吸附力，但磁輪與壁麵的接觸（chù）麵小，吸附力不足，往（wǎng）往在機（jī）身底部配有磁（cí）塊。輪式磁吸附爬壁機器人具有速度（dù）快，運動靈活，工作方（fāng）式簡單，實用化程度高等優點，在船（chuán）舶表麵除鏽清洗中得到越來越（yuè）廣（guǎng）泛的運用。由於輪式磁（cí）吸附爬壁機器人（rén）主要工作環境大多處（chù）於危險壁麵，提高其穩定性是重中之（zhī）重。

針對（duì）輪式（shì）磁吸附爬壁機器人（rén），國內（nèi）德高潔自主研發並投入使用了一款輪式磁吸附爬壁機器人，機器人附壁行走能力強，牢牢吸附在船體表麵進行作業，並具備一定的曲麵（miàn）越障能力；采用（yòng）四驅越野底盤輪式驅（qū）動，保障機（jī）器人運行的穩定性；可承受200kg負載，能夠在280MPa的水壓衝擊力下進行除鏽作業；搭配超高壓水除鏽機構（gòu），能夠高效率高質量的完成作業，除漆效率可達到70m²/h，除鏽清潔度恢複Sa2.5，可在極端天氣下對船（chuán）舶（bó）外壁進（jìn）行清潔工作，適（shì）用於大型船舶維護（hù）工作。

不僅如此，德高潔船舶爬壁機器人作業過程中，真空係統吸附排渣，將除鏽過程中的漆渣鏽渣、廢水進行（háng）分別回收到地麵進行處理，整個工（gōng）作工程中幾乎看不（bú）見水，能夠很好的解決傳統高壓水爬壁機器人作業時的返（fǎn）鏽現象，機器人自動控製、操作（zuò）簡單（dān），工作（zuò）時僅需一台（tái）氣動控製器即可輕鬆（sōng）操作機器人在船體外立麵上X、Y方向任意行（háng）走作業。
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德高潔作為一家專業清潔（jié）環（huán）保設（shè）備（bèi）供應商，在環保除塵、高壓（yā）水射流清技術、淨化成套裝備、工業設備清潔領（lǐng）域已積累了近三十年的業內寶貴經驗，自2015年便聚（jù）焦智能化、數控化、機器人化工業清洗技術的研究，其中（zhōng）德高（gāo）潔爬壁機器人（rén）設備采用負壓原理，吸附可靠；爬高能力強，移動速度快，反應靈活；遙控操作（zuò），簡單方便。除此之外，德高潔爬壁機（jī）器人采用多元化搭載模式，可同時搭載清洗、除（chú）漆除鏽（xiù）、噴塗機構，滿足船體除漆除鏽、海生物附（fù）著物進行清理（lǐ）、船體自動噴塗作（zuò）業，有效提高船舶修造行業的經（jīng）濟效益，為船舶修造行業發展助力。