CN102189055A - 船体外板自动喷涂作业车 - Google Patents

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Abstract

船体外板自动喷涂作业车属船体外板修理工装机械领域，包括喷头及运行轨道(1)、回收结构(2)、竖直起降套钢(3)、自动底座(4)四部分。喷头及运行轨道对船体进行喷漆喷砂；回收结构对漆雾回收处理，对喷丸进行沙尘分离再利用；竖直起降部分调节喷头架高度；自动底座承载其他各部分，保证喷涂装置与船体间的距离与角度以实现全船喷涂。发明特点：该机械在控制系统的控制下自动完成对整个船舶外板的喷涂作业。通过伸缩套钢在竖直方向上的升降和喷头及运行轨道在水平方向上的调节实现对全船的自动喷涂，比人工喷涂做的更均匀更节省资源。回收装置实现对喷丸和漆雾的回收。这样可以减少喷涂过程对空气的污染及人体的危害，做到绿色喷涂。

Description

船体外板自动喷涂作业车
技术领域
本发明属于船体外板修理工装机械领域。主要解决船体外板自动喷涂问题，可改善现阶段船厂喷涂效率低，资源浪费大，污染环境，危害工人身体健康等问题，目标是基本实现对船舶外板喷漆、喷砂的自动化和无人化。
背景技术
目前，中国的船舶喷漆和喷砂作业，虽然研究了复杂曲面上的喷枪空间路径自动生成方法，但并未涉及到喷枪轨迹优化问题，无法达到较高要求的喷涂效果，所以还没能研制出自动化程度较高的机器人，当前我国船厂喷涂工作主要是由高空作业平台搭载下的工人来完成。工人通过手持喷枪对船体进行喷漆和喷砂作业，这种作业存在诸多弊端。首先，油漆中的多种有害物质可能对工人身体造成很大程度的危害。同时，工人在喷漆时穿着厚重的防护服，这对工人来说也是一种难以承受的工作条件。其次，由于喷漆时工人在较高的作业平台上进行工作，具有很大的危险性。而且，工人手工作业反映了目前国内喷涂作业机械化程度低的问题。船厂不能用机器代替人来完成喷涂作业，导致了中国船舶在建造和维修过程的涂装周期长、效率低。更重要的是，由于工人手工作业存在不稳定性，导致喷涂材料的浪费和涂装成本升高。船舶涂装技术装备的机械化、自动化程度不高，致使除锈、涂装标准的执行的问题比较困难。致使我国船舶涂装技术与国外相比存在较大差距。也导致同水平的造船厂我国的造船周期明显长于国外。
发明要解决的技术问题：船体外板自动喷涂作业车到达指定位置后根据船体外板的状况自动进行喷砂和喷漆工作，同时可以实现对漆和砂的回收，减小由于喷漆和喷砂对环境造成的污染，减少涂装周期，提高工作效率，减少资源的浪费。最终实现船体外板喷涂的自动化作业。
发明内容
本发明的技术方案是由可水平滑动的喷头及运行轨道部分(1、3、5、6、12、16、17)、套钢结构的竖直起降部分(7、8、9、10、11)、可以朝各个方向行走的自动底座部分(13、14、15)、连接在喷头装置上的漆砂回收部分(2、4)组成。喷头及运行轨道部分完成喷头(5)的伸长、收缩以及旋转。控制喷头到船壳的距离保持在0.1到0.3米之间。保持喷头与喷射点间的适宜角度。同时喷头可以在水平方向上沿轨道(1)在2米的范围内匀速移动。竖直起降套缸(10)的伸缩带动上部工作固定平台(7)的升降，从而完成喷头设备的上下移动。通过跟轨道转换装置(6、7、8)的配合实现上下两层轨道的转换。自动底座部分为船体外板自动喷涂作业车的自动行走装置，它可以实现沿着船体的自由移动，粗略的调节喷头距船体的距离，从而实现自动行走的功能。回收结构部分分别针对喷漆、喷砂设计两种回收装置。其中在喷漆时主要完成对弥散在空气中的油漆雾的回收。在喷砂时主要完成对使用后砂粒的回收利用。该部分是环保防污的设备。本装置通过以上四部分的集中控制与配合完成对整个船体的分段喷漆喷砂以及回收作业。
本发明的主要技术参数(可根据用户需要确定)：
最大工作高度(m)：40
最小工作高度(m)：＜1.5
喷头水平移动距离(m)：2
喷头及轨道前后移动距离(m)：2
喷头架竖直旋转角度：＞30
底部车体(长m×宽m×厚m)：6×2.5×0.5
自重(t)：15
本发明用于修船坞修船时。对上岸的船经船体外板自动喷涂作业车的喷砂功能对其外表进行自动喷砂，打去船外表的铁锈及海洋生物。然后经可以经喷漆功能实现对船体的自动喷漆过程，这样，我们既可以保证喷漆和喷砂的过程的自动化，同时也可以保证较少对环境的污染。实现喷涂作业的自动化不但可以缩短修船和造船的周期同时以自动化代替了人，减少了对人体的危害，在节约资源上也远超过了人的操作。
对于造船厂，自动喷涂在实现自动喷漆和喷砂的过程时，还可以帮助造船厂缩短造船周期，帮助保护造船厂及周边的环境。
除了以上的作用外，本发明还可以实现对其他较高的需要大面积喷涂的建筑物进行自动喷漆工作，可以将我们的工人从这些高危险高污染的行业中解放出来。
附图说明
图一、图二、图三、图四、图五
具体实施过程
工作时有工作人员将车开到船体周边。船体外板自动喷涂作业车使喷头(5)对准起始工作位置。转换为自动工作模式。打开四个支撑腿(13)，竖直起降套缸(10)伸长，通过喷头架(17)上的传感器监测，控制系统控制起降套缸升高至船体舷侧顶板。通过横向伸缩装置(3)的伸长对喷头(5)与船体之间的距离进行粗调，再通过喷头微调装置(16)微调喷头与船体的距离和角度。距离、角度调节完毕后，喷头架(17)开始在两米的同步带轨道上水平行走并进行喷漆，完成一个长约2米、宽约0.3米的横向区域的喷涂。当一个横向工作区域喷完后通过竖直起降套缸(10)的收缩进入下一个横向的工作区域。重复这样的过程可以完成一个宽度为两米的沿船体肋骨型线方向6米之上部分的喷涂。当竖直起降套缸(10)完全收缩时，顶端的横向伸缩装置(3)通过固定平台的转换进入下部工作轨道。而后喷头及运行轨道部分整体通过在轨道(1)上的行走完成对船体6米以下工作区域的喷涂。这样就完成了一个纵向的宽为2米的从船顶到船底的一个纵向的工作区域。完成一个完整的从上到下的纵向的工作区域后四个支腿(13)收起，小车向前移动一定距离，再次打开支腿重复前面的过程完成下一个纵向的喷涂过程。小车通过万向轮(14)的行走实现沿船体行走，这样就完成了对船体的喷漆和喷砂过程。
在喷漆和喷砂过程中需对砂和漆雾进行回收：在喷砂时在喷头(5)的下边用如图(四)的装置回收喷后的砂粒。在喷漆时同样通过如图的漆雾回收装置进行回收。达到绿色喷涂的效果。

Claims (5)

1.船体外板喷涂自动作业车见(图一、图二)由(喷头及运行轨道部分(1、3、5、6、12、16、17)+回收结构部分(2、4)+竖直起降部分(7、8、9、10、11)+自动底座部分(13、14、15))组成。喷头及运行轨道部分，由喷头微调装置(16)控制喷头在竖直方向调整与船体间的喷涂角度，横向伸缩装置(3)控制喷头(5)与船体间的距离和水平角度。通过喷头架(17)在喷头行走轨道(1)上的水平移动以及横向伸缩装置(3)的水平伸缩完成喷涂作业；回收结构部分，分为喷砂回收与喷漆回收，实现无污染作业；竖直起降部分，由下部工作轨道(11)、轨道转换装置(6)、多级伸缩套钢(10)承担喷涂装置的上下运动，实现船体高度方向的喷涂作业；自动底座部分，搭载了全车的各部分系统，通过万向轮(14)实现绕船体行走并由液压支腿(13)进行定位，实现全船喷涂。
2.根据权利要求1所诉喷头及运行轨道部分，包括喷头架(17)，沿喷头行走轨道(1)行走，喷头架(17)前端安置6个不同功能的喷头(5)，喷头架中间的微调装置(16)通过上下两个液压杆的不等长伸缩实现喷涂竖直方向角度的调节，后端由上下对称的齿轮扣在喷头行走轨道(1)上，并由液压马达驱动，实现沿轨道的移动。喷头行走轨道(1)，在水平伸缩装置(3)前端，承载其上水平移动的喷头架(17)。横向伸缩装置(3)通过两个液压杆的伸缩实现喷头与船体距离的调节，也可通过不等长伸缩实现与船体外板间水平角度的调节。作业装置承载平台(12)，承载整个喷头及运行轨道部分。
3.根据权利要求1所诉(2)回收结构部分回收装置分为喷砂回收和喷漆回收两部分。喷砂回收部分由接触船体外板的位于喷砂喷头(5)外带有毛刷(4)的外罩(2)和负压管路组成，通过喷丸的反射以及管路的负压实现对喷砂的回收利用。喷漆回收部分由不接触船体外板的外罩(2)和负压管路组成，通过管路的负压回收漆雾，减少对环境的污染。
4.根据权利要求1所诉(3)竖直起降部分，包括上支撑架(7)、下支撑架(8)(分别起到在不同高度区间中携带作业装置承载平台(12)的作用)和液压套缸(10)。上支撑架(7)固结在最上层套缸(10)顶端，随套缸伸缩而自动移动，当套钢完全收缩时，下支撑架(8)卡爪卡在作业装置承载平台(12)的转换结构上(6)，上支撑架(7)松开，从而实现作业承载平台由上部工作区域到下部工作轨道(11)之间的转换。下支撑架(8)可在车体套缸最外层沿下部工作轨道(11)上下移动。喷头及运行轨道部分随下支撑架(8)在最外层套缸上由液压马达带动可实现在较低高度上的喷涂作业。这可以实现喷涂装置在整个船体高度方向上的作业。
5.根据权利要求1所诉自动底座部分包括漆砂供应装置布置区，主要负责涂装作业的漆沙供应以及回收；液压支撑腿(13)，提供整个系统在工作时的必要机械支撑；行走万向轮(14)，可实现自动底座(15)任意方向上的回转与移动；系统控制区，负责整个喷涂作业过程的各项调节与控制。
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