BR102018077376B1

BR102018077376B1 - Plataforma móvel e mecanismo oscilador aplicado ao processo de revestimentos em superfícies planas

Info

Publication number: BR102018077376B1
Application number: BR102018077376-3A
Authority: BR
Inventors: Andre Koebsch; André Marcon Zanatta; Ariel Paulo Rezende; Ismael José Secco; Walter Kapp
Original assignee: Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras; Serviço Nacional De Aprendizagem Industrial -Departamento Regional De Santa Catarina
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2022-11-29
Also published as: CA3124990A1; US11724274B2; MX2021007771A; BR102018077376A2; US20220097091A1; CN113692320B; AU2019413107A1; WO2020132735A9; WO2020132735A1; CN113692320A

Abstract

PLATAFORMA MÓVEL E MECANISMO OSCILADOR APLICADO AO PROCESSO DE REVESTIMENTOS EM SUPERFÍCIES PLANAS A presente invenção está relacionada a um conjunto efetuador de um sistema de pintura, contendo uma plataforma móvel e um mecanismo oscilador do tipo biela manivela, que reproduz movimentos transmitidos à uma haste e que conduz uma pistola de pintura se assemelhando com o processo exercido por colaboradores pintores. Com isso, a plataforma móvel e o mecanismo oscilador foram projetados para se deslocar de maneira unidirecional sobre a superfície, podendo deslocar- se em duas direções ortogonais e ainda girar a fim de manter o nível da plataforma.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção está relacionada a tecnologias de equipamentos para embarcações e plataformas de petróleo, além manutenção de edificações. Mais particularmente, a presente invenção está relacionada a tecnologia de pintura automatizada por robôs.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Atualmente, a manutenção ou inspeção de grandes superfícies planas verticais é realizada por meio da construção de acesso, este sendo andaimes ou alpinismo. Para a realização de pintura, há a necessidade de o colaborador acessar o local de realização da pintura.

[0003] Para a construção naval o acesso é realizado por andaimes, visto que o trabalho é realizado em dique seco. Este acesso é economicamente dispendioso e moroso. Além disso, envolve riscos de segurança do trabalho.

[0004] Para a inspeção ou pintura de grandes áreas, várias tecnologias para movimentação podem ser empregadas, como o uso de carros com rodas magnéticas, sistemas de patas com ventosas, instalação de trilhos nas peças e entre outras soluções. Essas soluções são morosas e pouco eficazes na aplicação do sistema de pintura.

[0005] Existe a necessidade de reproduzir a forma de pintura realizada pelo colaborador. Isso significa, que existem variáveis na execução do trabalho e que devem ser atendidas. Uma delas é a forma linear de aplicação do sistema de pintura. O movimento praticado pelo colaborador, considerado o mais eficaz, normalmente é do tipo retilíneo (horizontal ou vertical) com parada de aplicação nas extremidades. Pois, nestes pontos de extremidade, a velocidade na inversão do movimento é zero e, com isso, poder-se-ia ter uma sobre espessura do esquema de pintura. Para prevenir essa sobre espessura, a pistola de aplicação da tinta tem seu mecanismo interrompido até o retorno a sua velocidade de aplicação normal.

[0006] Desta forma, o princípio adotado na presente invenção utiliza um mecanismo oscilador tipo biela e manivela capaz de atingir 1,4 m/s para pintura cruzada e para 45°. Este mecanismo é sincronizado por correias e equilibrado com contrapesos e um volante de inércia em contra rotação com sentido de rotação invertido por um diferencial epicíclico, fez com que o processo de movimento principal do processo de pintura reduza os momentos de aceleração na variação de velocidade da plataforma móvel.

[0007] Sendo assim, o conjunto plataforma móvel e mecanismo oscilatório proposto será baseado em posicionamento triangular de cabos, operados a partir de bobinadores. Trata-se de um sistema tendo em vista que os cabos acionam a plataforma móvel que está suspensa apenas por tração, e se mantém tensionados pelo peso próprio mais carga útil do conjunto. Consideramos ser uma solução econômica e de extrema rapidez (velocidade) para um sistema posicionador de grandes áreas planas verticais para varredura, além de ser modular e transportável para o convés do navio em construção ou em operação.

[0008] O mecanismo tem movimentos planos, ao todo com 3 graus de liberdade: x, y (de forma linear) e mais um grau para ajuste de nivelamento, de forma angular. Em grau menor existem os desníveis e traspasses de peças no costado.

[0009] O conjunto utiliza 2 pivôs fixos (gruas) no caso na altura do convés, que é a base da estrutura que suspende e da movimentação a plataforma móvel. Há quatro pivôs móveis nas extremidades da plataforma móvel na qual são conectados os cabos de movimentação, sendo estes ligados aos pivôs fixos. A plataforma móvel vai transportar um braço oscilador de pintura, com dinâmica de varredura adequada ao processo de pintura. Este conjunto, plataforma móvel e o mecanismo oscilador são os efetuadores do processo de aplicação do sistema de pintura.

[00010] Este sistema pode ser realizado por uso de tinta através de pintura automatizada ou através de metalização por aspersão térmica.

[00011] A estratégia adotada para o processo de pintura é descer sem pintar e subir pintando, de maneira que os principais obstáculos serão encarados como uma descida de degraus no processo. O deslocamento para uma faixa lateral dar-se-á na parte superior do casco quando as cordas têm elevada tensão e, portanto, momento será controlado de maneira rígida. Não há interferência dos obstáculos na realização da pintura. A movimentação da plataforma móvel independe dos obstáculos. A movimentação está relacionada principalmente a não transitar sobre região recém pintada. O sistema foi desenvolvido para superar obstáculos sem interferir na pintura.

[00012] Além da indústria de Petróleo e gás, essa tecnologia pode ser aplicada a construção civil.

[00013] Como será mais bem detalhado a seguir, a presente invenção visa a solução dos problemas do estado da técnica acima descritos de forma prática e eficiente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00014] O objetivo da presente invenção é aplicar pintura no casco de navios e plataformas de forma automatizada.

[00015] De forma a alcançar o objetivo acima descrito, a presente invenção provê um mecanismo oscilador do tipo biela manivela, que produz movimentos transmitidos à uma haste e que conduz uma pistola de pintura.

[00016] Com isso a plataforma móvel e o mecanismo oscilador foram projetados para se deslocar de maneira unidirecional sobre a superfície, podendo deslocar-se em duas direções ortogonais e ainda girar a fim de manter o nível da plataforma.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[00017] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas e seus respectivos números de referência.

[00018] A figura 1 ilustra a plataforma móvel com o sistema de suspensão das rodas Mecanum.

[00019] A figura 2 mostra a configuração dos suportes para as rodas que são encaixadas e presas na plataforma móvel.

[00020] A figura 3 ilustra a adaptação do sistema de suspensão das rodas Mecanum para diferentes curvaturas de superfícies.

[00021] A figura 4 ilustra uma vista esquemática do mecanismo oscilador com a haste de pintura.

[00022] A figura 5 detalha as transmissões entre polias do mecanismo oscilador.

[00023] A figura 6 ilustra o pedestal semi-aberto com detalhe das engrenagens que interligam o volante de inércia e a correia de acoplamento de inércia.

[00024] A figura 7 ilustra a movimentação do mecanismo oscilador e o curso da haste de pintura.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00025] Preliminarmente, ressalta-se que a descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular.

[00026] A figura 1 ilustra a plataforma móvel (1) incluindo as rodas Mecanum (2) instaladas. A plataforma tem 4 pivôs de fixação (5) para os cabos, necessários a movimentação do sistema. A plataforma contém dois braços (4) ajustáveis, normalmente utilizados para suporte do contrapeso (8) dos cabos e o porta cabos (não mostrado na figura).

[00027] O braço (4a), mostrados na figura 1, recebem o contrapeso (8) com a finalidade equilibrar a plataforma móvel quando conectada a esteira porta cabos que é conectada ao braço (4b). O contrapeso (8) pode servir de suporte para a pia de expurgo (6) e o reservatório de expurgo (7). A esteira porta cabos serve para suportar os cabos que conectam a bomba de tinta Airless (sem ar) com a pistola de pintura (11).

[00028] A parte mostrada em (9) é uma conexão flangeada para encaixar e prender o mecanismo oscilador. Nela existe um espaço cilíndrico e vazio (10) para receber e acomodar o motor elétrico (15).

[00029] A figura 2 ilustra o suporte das rodas Mecanum (3). O suporte foi construído para que as duas das quatro rodas ficassem centralizadas no eixo central da plataforma e outras duas situadas nas laterais. Os suportes das rodas laterais utilizam eixos suspensos capazes de fletirem com base na angulação da peça ou do casco, mantendo as rodas alinhadas com a superfície. A figura 3 ilustra dois tipos de curvatura possíveis numa superfície de pintura.

[00030] No geral, a plataforma tem como finalidade restringir o movimento contra o plano do costado, permitindo movimentos paralelos a este que são controlados pelos cabos.

[00031] A figura 4 e a figura 5 ilustram o mecanismo utilizado como sistema oscilador do braço de pintura sem inversão onde movimento rotativo será denominado do tipo biela-manivela, pelo fato da inversão do movimento alternativo ser mecânico como nos pistões de um motor de combustão interna. O motor elétrico (15) fica numa posição no centro da plataforma móvel dentro de um compartimento (10) no pedestal (19) do mecanismo oscilador (29). O braço (26) e o antebraço (16) estão interligados por um pivô (20) que contém duas polias dentadas, sendo uma com 36 dentes ligada pela correia de acoplamento de inércia (18) e outra com 30 dentes acoplada ao antebraço (16) e interligada pela correia (25).

[00032] A haste (12) é conectada ao antebraço (16) através de uma polia dentada com 30 dentes (21). Numa das pontas ficam a pistola de pintura (11), o qual é alimentada por uma bomba de tinta tipo Airless (sem ar). O leque de pintura mostra a linha de pintura (22) efetiva na superfície.

[00033] Este mecanismo agora tem um volante de inércia (13) com um diâmetro maior de 661 mm não se restringindo a essa dimensão, que o tornará mais efetivo mesmo com uma massa menor. Devido às limitações de auto colisão no mecanismo, o volante de inércia (13) teve seu diâmetro limitado, e não pode mais ser aumentado, mesmo usando chumbo como material.

[00034] Os contrapesos do braço (14) e do antebraço (17) também puderam ser montados com máximo afastamento permitindo e também ter sua massa reduzida.

[00035] O motor é fixado ao pedestal através de uma conexão flangeada (23) ficando escondido no compartimento (10) da plataforma móvel.

[00036] O pedestal (19) tem seu curso corrigido através da alavanca (24) permitindo oscilações cruzadas em 45°.

[00037] A correia de acoplamento de inércia (18) é mais rígida para promover melhor acoplamento com o volante de inércia (13) do que com o pedestal (19).

[00038] A figura 6 mostra a estrutura interna da transmissão do eixo do pedestal ao volante de inércia (13) e a correia de acoplamento de inércia (18). Dentro do anular do epicíclico (29), temos 4 engrenagens (28), envolvendo o sol do epicíclico (27).

[00039] A figura 7 mostra as posições de movimento do sistema oscilador em apenas uma ilustração, com destaque para o movimento linear da haste da pistola. O curso total do braço (12) é de 1480 mm (de ponta a ponta), com distância de aceleração de 140 mm em cada extremidade e um curso útil de 1200 mm no centro.

Claims

1. PLATAFORMA MÓVEL (1) E MECANISMO OSCILADOR (30) APLICADO AO PROCESSO DE REVESTIMENTOS EM SUPERFÍCIES PLANAS, caracterizado por: - a plataforma móvel (1) compreender quatro pivôs móveis (5), dois braços ajustáveis (4), um contrapeso (8), um sistema de suspensão das rodas Mecanum (3) e um compartimento (10), - o mecanismo oscilador (30) compreender um volante de inercia (13), um braço (26) e um antebraço (16) com um contrapeso do braço (14) e um contrapeso do antebraço (17), uma haste (12) e uma pistola de pintura (11), - um pedestal (19) compreender um motor elétrico (15), uma conexão flangeada (23), uma alavanca (24), um anular do epicíclico (29), quatro engrenagens (28) e um sol do epicíclico (27), - um pivô (20) situado no braço (26) compreendendo duas polias dentadas e, conectando uma correia de acoplamento de inércia (18) com uma correia (25), - um pivô (21) situado no antebraço (16), compreendendo uma polia dentada (21) que interliga a haste (12) com a correia (25) do antebraço (16).

2. PLATAFORMA MÓVEL (1) E MECANISMO OSCILADOR (30), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o braço (4a) receber o contrapeso (8), este servindo de suporte para uma pia de expurgo (6) e um reservatório de expurgo (7).

3. PLATAFORMA MÓVEL (1) E MECANISMO OSCILADOR (30), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o pedestal (15) ser parte integrante do mecanismo oscilador (30).

4. PLATAFORMA MÓVEL (1) E MECANISMO OSCILADOR (30), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o braço (4b) receber uma esteira porta cabos.

5. PLATAFORMA MÓVEL (1) E MECANISMO OSCILADOR (30), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o antebraço (16) conter uma correia (25) e um contrapeso (17).

6. PLATAFORMA MÓVEL (1) E MECANISMO OSCILADOR (30), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o braço (26), que contém o contrapeso (14), estar situado no eixo do pedestal (19).