CN101563271B - 基于轨道的运输装置 - Google Patents

Abstract

一种基于轨道的运输装置，该运输装置用于运输自动化设备，该自动化设备用于执行与附接于船舶货舱的内壁表面的绝热体有关的不同任务。该装置包括：一对轨道，可拆卸地固定于所述绝热体；车架框，用于承载所述自动化设备，所述车架框可拆卸地安装于所述轨道并可沿轨道运动；驱动单元，安装于所述车架框，所述驱动单元包括适于在所述车架框安装于所述轨道时与所述轨道滚动接触的行进轮；以及支撑轮组件，附接于所述车架框。

Description

基于轨道的运输装置

技术领域

本发明涉及一种基于轨道的运输装置，该运输装置运输多种自动化设备，这些自动化设备用于执行与附接于船舶货舱的内壁表面的绝热体有关的不同任务。

背景技术

一般来说，将数千件或数万件板型绝热体(例如绝热板)附着在船舶货舱的内壁表面，以使得货舱的内部空间绝热。目前，绝热体的附着工作绝大多数是手工完成，部分借助自动化机器完成。特别地，用于在船舶货舱内完成附接后工作的传统的自动化机器被设计并制造为与特定板共同使用，从而引起了以下一系列问题。

术语“特定板”是指这样一种板，其形成为一般的矩形平行六面体形且专门用于特定的货舱。该板包括绝热层以及覆于绝热层上的胶合板层。在绝热层与胶合板层的连接处周围形成缝隙。依照货舱的技术标准，将多个特定板排列在货舱的内壁表面上。在相邻板之间形成绝热体间的通路，以在格状方向上延伸。鉴于此，在船舶货舱内用于完成工作的传统的自动化机器采用如下驱动方法：通过利用将胶合板层的侧表面挤压为支撑基座时所产生的摩擦力，使该机器沿绝热体间的通路运动。特别地，传统的自动化机器包括驱动单元，该驱动单元在将引导机构(诸如滑板或类似物)插入缝隙并被缝隙支撑的状态下运动。

由于传统的自动化机器的驱动单元需要在挤压板的胶合板层时运动，然而，令人担忧的是，胶合板层的侧表面区域会由于施加于其上的过度的压力而破损。

而且，在板的胶合板层的下方必定留下特定形状的缝隙，并且插入缝隙的引导机构不得与安装在传统的自动化机器上，这就产生了一个技术难题。从这点来看，插入缝隙的引导机构作为一种安全设备，其防止驱动单元在上升、下降、左右运动过程中从绝热体间的通路中掉下或移开。

特别地，由于板的排列特性，将在绝热体间的通路中的各处产生不存在胶合板层的区域。因此，需要额外地使用多个连接器以用于桥接没有胶合板层的区域。除了安装连接器时遇到的不便，当连接器被附加地安装在缺少胶合板层的区域时，对于传统自动化机器而言，难以保证精确的运动性能。

除此之外，现有技术中，绝热板通过手工安装。因此，即使经验丰富的工人努力精确地在货舱内壁表面排列和附接特定板，在各个板的胶合板层之间的连接处仍会留有空隙。空隙的存在使机器的轮子难以沿精确路线滚动。

发明内容

技术问题

针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种基于轨道的运输装置，该运输装置用于运输多种自动化设备，该自动化设备用于执行与附接于船舶货舱的内壁表面的绝热体有关的不同任务，该装置能提高与绝热体相关的工作的效率，还能表现出精确的行进性能并保护绝热体不受损坏。

技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种基于轨道的运输装置，用于运输自动化设备，所述自动化设备用于执行与附接于船舶货舱的内壁表面的绝热体有关的不同任务，所述基于轨道的运输装置包括：

一对轨道，可拆卸地固定于所述绝热体；

车架框，用于承载所述自动化设备，所述车架框可拆卸地安装于所述轨道并可沿轨道运动；

驱动单元，安装于所述车架框，所述驱动单元包括适于在所述车架框安装于所述轨道时与所述轨道滚动接触的行进轮；以及

支撑轮组件，附接于所述车架框，所述支撑轮组件具有支撑轮，所述支撑轮能够朝向或远离所述轨道运动，用于与所述轨道接合和脱离。

正如本文中所使用的，当运输装置沿着船舶货仓的内壁表面自动移动所体现的术语“不同状态”用于表示平面状态、水平状态、竖直状态及架空状态。

有益效果

本发明的基于轨道的运输装置，其类型为车架框沿轨道行进。其优势在于无需担心绝热体及胶合板层的破损。

而且，本发明的基于轨道的运输装置为这样一种类型，其中车架框支撑在轨道上并沿轨道的内侧边缘运动。这样，无需在每一绝热体的胶合板层下方形成缝隙。这还使得车架框能够在任一状态下行进，并显示出提高的行进性能以及确保精确的行进控制。

而且，本发明的基于轨道的运输装置利用了轨道。这样，无需再额外地安装用于桥接在绝热体间的通路中出现的、缺少胶合板的区域的连接器。

此外，本发明的基于轨道的运输装置，在将车架框安装于轨道时，采用螺旋紧固且弹簧偏置的支撑轮组件。这使得能够将车架框以快速便捷的方式安装在轨道上，从而为操作工人带来便利。

附图说明

图1为根据本发明实施方案的基于轨道的运输装置的透视图；

图2为图1所示基于轨道的运输装置的侧视剖视图，其中某些部分在显微放大图中显示；

图3为本发明的基于轨道的运输装置中采用的支撑轮组件的剖视图；以及

图4为图3所示支撑轮组件的部分侧视剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施方案进行详细描述。

图1为根据本发明实施方案的基于轨道的运输装置的透视图。图2为图1所示基于轨道的运输装置的侧视剖视图，其中某些部分在显微放大图中显示。图3为本发明的基于轨道的运输装置中采用的支撑轮组件的剖视图。图4为图3所示支撑轮组件的部分侧视剖视图。

如图1及图2所示，本发明的基于轨道的运输装置包括车架框100，车架框100承载用于完成与绝热体1(例如绝热板)相关的不同任务的多种自动化设备，绝热体1附接于船舶货舱的内壁表面。自动化设备完成的任务的实例包括：为绝热体1粘接覆盖片、用等离子体预处理覆盖片或绝热体1的表面、在栓孔中填充泡沫塞以及为相邻绝热体1安装平缝。毋庸置疑，车架框100可运输需要沿船舶货舱的内壁表面运动的其他装置或设备。从这点来看，绝热体间的通路9以在格状方向上延伸的方式恰好形成于相邻绝热体1之间的空隙8上。

本发明的基于轨道的运输装置还包括一对平行轨道200，其固定于沿绝热体间的通路9延伸的相邻绝热体1。轨道200作为支撑基座，车架框100沿着该支撑基座行进。

利用诸如螺栓、夹具或类似物的紧固件(传统的紧固工具)，将轨道200可拆卸地固定于绝热体1。例如，通过将螺母旋紧至穿过绝热体1的固定孔99向上突出的双头螺栓，将轨道200安装于绝热体1。

车架框100包括排列在车架框100相对的侧部上的驱动单元300。驱动单元300由动力(例如电力)操作，并适于沿轨道200驱动车架框100。每个驱动单元300均设置有行进马达320。

车架框100为保持各种装置或系统的控制器、自动化模块、便携式电源、安全设备以及完成既定任务所需的其他装置的结构性本体。车架框100由极轻的建筑材料(如铝)制成，并构造成对于变形或其他形变具有增强的抵抗力的结构。

车架框100由一对纵梁部件以及以间隔关系附接于梁部件的多个横梁形成。梁部件和横梁通过适当的紧固件装配在一起，从而使所构成的车架框100可在方向、尺寸、规格和布局上符合特定的设计需求。尽管图中未示出，但车架框100设置有支撑腿、手柄及安全杆。通过使用螺栓及螺母，可将多种装置、设备、传感器以及部件(包括行进马达320)自由地附接于车架框100。

轨道200固定在位于绝热体间的通路9的相对侧上的绝热体1的顶角部。轨道200可沿绝热体间的通路9的纵向延伸(例如沿x轴的方向)。

每一轨道200均设置有底台部211，底台部211与相应绝热体1的顶角部紧密接触。而且，每个轨道200均具有接合面212，接合面212在底台部211的相对侧上从相应的轨道200的上表面凹陷。向上和向下倾斜的引导面213和214形成于每一轨道200的一个横向端部的上部区域和下部区域中。每一轨道200的横向端部形成为五角形，从而使下文中提到的支撑轮351能与其以类似凸轮从动件的方式相接触。顶端面216形成于引导面213和214之间的侧端部内。

通过固定螺栓按如下方式将伸长的齿条220安装于每一轨道200的接合面212，即，每一驱动单元300的、如下所述的小齿轮310可与齿条220啮合。可选地，齿条220可与每一轨道200一体形成。通过利用紧固件(如螺栓或夹具)，将每一轨道200临时性地、可拆卸地固定至相应绝热体1，并在预期任务完成时与绝热体1分离。

优选地，轨道200由木质材料(例如木材或类似物)、高强度轻型材料(例如铝合金或类似物)、高强度合成树脂材料(例如工程塑料或类似物)或复合材料(例如玻璃增强塑料、碳纤维增强塑料或类似物)制成。轨道200可由能承受预定载荷或能显示出足够大的可允许应变以承受载荷的任何材料制成。

每一轨道200的接合面212均具有足够大的宽度W，以确保每一驱动单元300的下述小齿轮310可沿接合面212自由运动而不受轨道200的干扰。驱动单元300成对地附接于车架框100的前、后、左、右部，以使它们可沿轨道200驱动车架框100。

如图2最好地所示，每一驱动单元300包括：与每一轨道200的齿条220啮合的小齿轮310以及安装于车架框100以使小齿轮310转动的行进马达320。横向延伸的安装架330固定于行进马达320的马达外壳。支撑轮组件340附接于安装架330并选择性地与每一轨道200的一个侧边缘部互锁，以防止车架框100脱轨。支撑轮组件340包括：装配于安装架330的、轴向运动杆341；附接于运动杆341的顶端的轮支撑块350；一对支撑轮351，其可旋转地附接于轮支撑块350并排列成与每一轨道200的一个横向边缘部互锁；以及杆状手柄342，其附接于运动杆341的另一端，以用于当正向或反向转动时，使运动杆341、轮支撑块350和轮支撑块350朝向和远离每一轨道200的横向端部移动。

车架框100按以下状态沿轨道200行进：其中每一驱动单元300的小齿轮310与每一轨道200的齿条220啮合，并且支撑轮组件340的支撑轮351与每一轨道200引导面213和214滚动接触。

虽然图中未示出，但行进马达320的转矩可被传递至支撑轮组件340的支撑轮351或者传递至与每一轨道200的引导面213和214滚动接触的分离的驱动轮。在这种情况下，车架框100被支撑轮351之间产生的摩擦力或分离的驱动轮和轨道200之间产生的摩擦力驱动。

支撑轮351相对于虚构平面(运动杆341的轴处于该平面中)以+45度的向上轮排列角和-45度的向下轮排列角保持倾斜。从而，支撑轮351可与每个轨道200的引导面213和214紧密接触，从而防止车架框100脱轨。

在本实施方案中，行进马达320可为直流马达或伺服马达，并且包括减速齿轮、轴承、马达编码器和内置型制动装置。在这点上，内置型制动装置作为行进制动装置(未示出)。

行进制动装置置于行进马达320中并适于阻止行进马达320转动。行进制动装置包括电磁限制装置，电磁限制装置通常保持为不与行进马达320的轴接合。在紧急情况下或在正常操作过程中需要使车架框100停止运动时，为电磁限制装置提供电力(采用应急功率源，如电池、电容器或商业功率源)。在响应中，电磁限制装置阻止行进马达320的轴转动，从而使车架框100停止运动。

为了达到润滑及去除杂质的目的，将引导衬套360装配于安装架330和运动杆341之间。支撑轮组件340的杆状手柄342与用于已知尾架中的螺旋式紧固机构相结合，从而当按指定方向手动旋转时，杆状手柄342可产生紧固力。

例如，如果支撑轮组件340的杆状手柄342正向或反向旋转，那么运动杆341如双向箭头S所示向前或向后运动。换句话说，若通过正向旋转手柄342产生紧固力，则运动杆341朝向轨道200运动，从而使支撑轮351可与引导面213及214滚动接触。因此，车架框100与轨道200互锁并防止任何由疏忽造成的脱轨。相反，若通过反向旋转手柄342产生松动力，则运动杆341远离轨道200运动，从而使支撑轮351可与引导面213及214分离。因此，能够将车架框100与轨道200分离。

当车架框100安装于轨道200时，每一驱动单元300的小齿轮310与每一轨道200的齿条220啮合。若在这种状态下操作行进马达320，则行进马达320的转矩被传输到小齿轮310，从而可使小齿轮310旋转并沿齿条220运动。这使得车架框100沿绝热体间的通路9朝指定方向行进。

如上所述，在本发明的基于轨道的运输装置中，车架框100适于沿附接于绝热体1的轨道200运动。因此，无需担心绝热体1的胶合板层的破损。

而且，本发明的基于轨道的运输装置采用如下类型：车架框100支撑在轨道200上并沿轨道200运动。这样，无需在每一绝热体1的胶合板层下方形成缝隙。这也使得无需附加安装用于桥接在绝热体间的通路9中出现的、缺少胶合板的区域的连接器。

尽管在本实施方案中，互锁手柄组件340附接于车架框100的相对侧部，但可仅将单个支撑轮组件附接于车架框100的一个侧部。

而且，尽管在本实施方案中，车架框100通过齿条-齿轮机构的驱动力而运动，但若可使车架框100沿轨道200运动，则也可应用其它驱动机构。

如图3及图4所示，支撑轮组件340包括柱形外壳343，柱形外壳343固定于每一驱动单元300的安装架330。柱形外壳343具有螺旋引导槽344，杆状手柄342以快速连接方式连接于螺旋引导槽344中，从而当旋转时，其可沿螺旋引导槽344限定的运动路径运动。螺旋引导槽344作为引导手柄342运动的机械引导结构。

支撑轮组件340还包括中空的旋转柱体345，旋转柱体345可旋转地装配于柱形外壳343中。手柄342在其内端安装于旋转柱体345。如果手柄342沿螺旋引导槽344正向或反向螺旋运动，那么旋转柱体345在进行旋转运动的同时也向前或向后移动。

延伸轴部件341a与运动杆341一体形成，但其直径小于运动杆341的直径，延伸轴部件341a插入旋转柱体345内。直径大于延伸轴部件341a的制动空间形成于旋转柱体345的一个纵向端。衬垫374容纳于制动空间内并通过固定螺栓固定在延伸轴部件341a的一端。衬垫374作为允许运动杆341和延伸轴部件341a仅在制动空间所允许的范围内运动的制动器。

沿运动杆341的轴向延伸的引导槽341b形成于运动杆341的外周上。由柱形外壳343的内周向内伸出的键部与引导槽341b可滑动接合。这确保了运动杆341和延伸轴部件341a在没有旋转运动的情况下直线运动。

用于产生快速连接和释放支撑轮组件340所需的弹性反作用力的压缩弹簧346保持在延伸轴部件341a周围。压缩弹簧346的一端与装配于旋转柱体345中部的制动环接触，压缩弹簧346的另一端保持与运动杆341的梯级面341c接触。

利用压缩弹簧346的弹性反作用力，支撑轮组件340能完成相对快速的锁紧操作、压力调节操作和相对快速的释放操作。

在锁紧操作中，若操作者正向转动手柄342，那么手柄342沿螺旋引导槽344所限定的螺旋路径螺旋运动，并停止于螺旋引导槽344的直线路径的端点。此时，压缩弹簧346的弹性反作用力的方向与螺旋引导槽344的直线路径垂直。因此，手柄342在螺旋引导槽344的直线路径中保持静止。

在手柄342螺旋运动的同时，旋转柱体345也进行螺旋运动而后停止。此时，压缩弹簧346被旋转柱体345的制动环压缩，从而压缩弹簧346的弹性反作用力作用于运动杆341的梯级面341c。结果是，运动杆341、轮支撑块350及支撑轮351朝向每一轨道200的引导面213和214运动。支撑轮351与每一轨道200的引导面213和214互锁，从而防止车架框100与轨道200脱离。

在释放操作中，若操作员反向旋转手柄342，手柄342移出直线路径并进入螺旋引导槽344的螺旋路径，此时手柄342在压缩弹簧346的弹性反作用力的作用下快速回到原始位置。旋转柱体345同时向后运动，从而推动延伸轴部件341a的衬垫347。因此，运动杆341、轮支撑块350和支撑轮351快速回到它们的原始位置。这会使车架框100与轨道200脱离成为可能。

以上是对本发明优选实施方案的描述，然而本发明并不限于上述实施方案。可以理解的是，在不离开权利要求的保护范围的情况下，可对本发明进行各种改变和调整。

工业适用性

本发明的基于轨道的运输装置可有利地用于运输各种自动化设备的领域，上述自动化设备用于执行与附接于船舶货舱内壁表面的绝热体有关的不同任务。

Claims (9)

1.一种基于轨道的运输装置，用于运输自动化设备，所述自动化设备用于执行与附接于船舶货舱的内壁表面的绝热体有关的不同任务，所述基于轨道的运输装置包括：

一对轨道，可拆卸地固定于所述绝热体；

车架框，用于承载所述自动化设备，所述车架框可拆卸地安装于所述轨道并可沿轨道运动；

驱动单元，安装于所述车架框，所述驱动单元包括适于在所述车架框安装于所述轨道时与所述轨道滚动接触的行进轮；以及

支撑轮组件，附接于所述车架框，所述支撑轮组件具有支撑轮，所述支撑轮能够朝向或远离所述轨道运动，用于与所述轨道接合或脱离。

2.如权利要求1所述的基于轨道的运输装置，其中所述支撑轮组件包括：

柱形外壳，具有螺旋槽；

中空的旋转柱体，可旋转地装配在所述柱形外壳中；

运动杆，在顶端承载所述支撑轮，所述运动杆可滑动地插入所述柱形外壳，用于朝向和远离所述轨道运动；

延伸轴部件，安装于所述运动杆并可滑动地插入所述柱形外壳；

压缩弹簧，保持在所述延伸轴部件周围；以及

手柄，穿过所述柱形外壳的所述螺旋槽装配，并安装于所述中空的旋转柱体的内端。

3.如权利要求1或2所述的基于轨道的运输装置，其中每个所述轨道在一个侧边缘部均具有向上倾斜的引导面和向下倾斜的引导面，所述支撑轮适于与所述向上倾斜的引导面和所述向下倾斜的引导面滚动接触。

4.如权利要求3所述的基于轨道的运输装置，其中每个所述轨道均具有底台部，所述底台部形成于每个所述轨道的一个侧边缘的底面上，用于与每个所述绝热体的顶角部接触。

5.如权利要求3所述的基于轨道的运输装置，其中所述轨道由选自以下材料所构成的组中的一种材料制成：木质材料、高强度轻质金属、高强度合成树脂材料和复合材料。

6.如权利要求5所述的基于轨道的运输装置，其中所述高强度轻质金属包括铝合金。

7.如权利要求5所述的基于轨道的运输装置，其中所述高强度合成树脂材料包括工程塑料。

8.如权利要求5所述的基于轨道的运输装置，其中所述复合材料包括玻璃增强塑料和碳纤维增强塑料。

9.如权利要求1所述的基于轨道的运输装置，其中每个所述轨道均具有沿纵向延伸的伸长的齿条，并且所述行进轮为当所述车架框安装于所述轨道时能够与所述齿条啮合的小齿轮。

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