CN104379442A - 工具安装件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工具安装件(100)，具有连接件(120)和用于保持处理大型表面、尤其是船体的工具的框架。根据本发明，连接件(120)的近端可使用连接装置(121)定位在支承系统(200)的远端(201)上并可绕第一枢转轴线(S1)枢转，连接件(120)的远端具有到框架(110)的自支承连接部，并可绕第二枢转轴线(S2)枢转，且第一枢转轴线(S1)大致垂直于第二枢转轴线(S2)地定向。

Description

工具安装件

本发明涉及工具安装件，该工具安装件具有附连件和用于容纳处理大型表面、特别是是船体的工具的框架的。

WO 1996/12570A2中描述了一种用于清洁表面的系统，其中提供了开始所述类型的工具安装件，其具有框架，在框架上布置有用于使工具安装件在表面上移动的行进轮，且喷水系统螺纹固定到该框架上。该工具系统仅适用于有限程度地处理船表面，因为船体通常不实施为平面，而是弯曲表面。但是，为了在弯曲表面上使用该系统的期间确保工具相对于相应船表面的正确对准，特别是工具轴线垂直于所处理表面的的对准，通常必须有复杂的起重系统。此外，由于其结构而具有相当大的空间要求，这不利于在船厂使用，在船厂，通常在船壁与船厂壁之间仅有很少的可用空间。

在WO 2000/48901A1或EP 0 140 451A2中描述了具有类似高空间要求和对弯曲表面有限适用能力的装置。

因此，本发明的目的是提供一种工具安装件，其弥补现有技术的缺点并能够使工具与所要处理表面最佳得对准，而对空间的要求几乎没有。

该目的通过上述类型根据本发明的工具安装件来实现，其中附连件可在其近端处经由附连装置而布置在承载系统的远端上，从而附连件可绕第一枢转轴线枢转，附连件在其远端具有到框架的自支承连接部，从而附连件可绕第二枢转轴线枢转，且第一枢转轴线大致垂直于第二枢转轴线而对准。借助于根据本发明的附连件，用于容纳工具的框架可以空间节约的方式布置在承载系统上，其中承载系统可实施为例如吊臂或伸缩臂。在该情况下，承载系统不是本发明的一部分。承载系统上附连件的借助于可绕第一轴线枢转的该布置以及框架在附连件近端上的布置(其中该连接部也可绕第二轴线枢转)，根据本发明的工具安装件可最佳地对准倾斜和/或弯曲表面。特别是在用于船体上时，工具安装件绕大致相互垂直的两个枢转轴线枢转的能力是尤其有利的。由于附连件仅在一侧连接到框架，且因此形成自支承连接部，根据本发明的工具安装件的空间要求尤其小。

较佳地是设置成用于绕第一枢转轴线偏移的至少一个第一枢转单元和绕第二枢转轴线偏移的至少一个第二枢转单元布置在附连件上。通过该措施，根据本发明的工具安装件的空间要求进一步最小化，因为为工具安装件的枢转而设置的单元仅布置在附连件上。这些枢转单元特别是选自包括如下装置的组：电动和/或液压旋转马达、液压缸以及链式传动件。当然，也可使用适于使工具安装件枢转的其它合适的驱动系统。

为了确保将工具安装件以安全且可重复方式引导到所要处理的表面或其对准，在本发明的尤其较佳的实施例中，至少一个距离传感器和/或一个近程式传感器布置在框架和/或附连件上。因此当工具安装件向上运动到所要处理表面上时，还特别地防止对表面的意外或不当接触。

具有至少两个行进轮的行进轮系统有利地装备有旋转式发电机，并布置在框架上用于工具安装件在所要处理表面上的自动运动。这些行进轮根据可预定的控制程序在所要处理表面上引导根据本发明的工具安装件。

在根据本发明的另一较佳实施例中，行进轮系统具有布置在框架的相对两侧上的两对可枢转行进轮。当涂敷或涂漆工具布置在根据本发明的工具安装件中时，例如拖尾于涂漆工具布置的第二对行进轮因此沿行进方向枢转，以避免对刚刚进行的涂敷造成损坏。如果改变行进方向，则枢转的第二对行进轮沿所要涂敷表面的方向再次翻开，同时现在为拖尾的第一对行进轮又缩回。

为了能够在任何时间点确定位于工具安装件内工具的精确位置或速度，在本发明的另一实施例中，至少一个传感器轮布置在框架上。

在本发明的另一变型中，至少一个工具可借助于快速释放系统布置在工具安装件的框架中。因此，所需工具可相应地快速插入工具安装件或从工具安装件快速移除，这显著缩短例如船厂中维护单元的停机时间。

工具安装件尤其较佳地用于船体、坦克或其它大型表面、尤其是弯曲表面的清洁和涂敷，且因此尤其适于容纳不同工具。这些工具尤其选自包括如下装置的组：用于去除表面层的组合洗涤/熔融工具、尤其是喷水和/或喷砂工具；冲洗枪；以及涂漆工具。

下面将基于具有相关附图的非限制性示例实施例更详细地描述本发明，其中

图1示出本发明的第一实施例的立体图，

图2示出本发明的第二实施例的立体图，

图3示出图2的工具安装件在伸缩臂上的布置，

图4示出本发明的第三实施例的第一立体图，

图5示出图4的实施例的第二立体图，以及

图6示出用于根据本发明的工具安装件的典型工具。

图1示出工具安装件100，该工具安装件100具有框架110和附连件120。附连件120经由在此为凸缘板形式的附连装置121而固定在承载臂系统上(见图3)。

工具安装件100可经由链式驱动件122远离附连件121地枢转。为此目的，相应的枢转轴线S1大致平行于附连装置121的表面延伸。链式驱动件122的致动经由液压缸123来实施。

此外，根据本发明的工具安装件100可经由第二枢转轴线S2枢转，第二枢转轴线S2也大致平行于附连装置121的表面延伸，并大致垂直于第一枢转轴线1。为此设置另一液压缸123'。

快速松开系统111在两相对侧布置在框架110上，在其辅助下，工具固定到根据本发明的工具安装件100内。为此目的，工具较佳地具有两个引导螺栓，两个引导螺栓可插入框架110上的凹陷112内，并用于将工具对中和对准在工具安装件100内。

具有两个行进轮131的行进轮系统130布置在框架110的与附连件120相对的那侧上。为此目的，行进轮131较佳地经由旋转发电机133驱动并在表面上引导工具安装件100。此外，设置两个传感器轮132a、132b，它们彼此正交地排列，并用于测量工具安装件100的速度和/或确定工具安装件100的定位。

最后，传感器单元140布置在框架110上，并在根据本发明工具安装件100的该实施例中实施为距离传感器，其借助于例如超声技术持续地确定工具安装件100或位于其中的工具到所要处理表面的距离。当然，其它传感器也可布置在传感器单元140内。

图1所示工具安装件已经证实自身尤其适于容纳这些工具，特别是检查工具和消融工具，其较佳运动方向是相对于所要处理表面的垂直路径。

实践中，如图2所示根据本发明另一工具安装件100的使用对于沿所要处理表面的水平运动是最佳的，并已经证实自身用于涂敷。

工具安装件100还具有附连件120，该附连件使得工具安装件100适于弯曲表面，因为其能够经由两个枢转轴线S1、S2而枢转，并可经由附连件121固定到承载臂系统200上。在该实施例中，两个行进轮系统130、130'布置在框架110上，其中相应成对的行进轮131、131'可塌缩。根据行进方向，拖尾的成对行进轮131、131'塌缩，以避免对所涂敷表面的损坏，这在布置在框架10中的工具(未示出)的辅助下实施。每个行进轮系统130、131'还具有一对传感器轮132、132'，它们确定工具安装件100相对于所要处理表面的位置。如果达到所要处理表面上第一水平路径的末端，在承载臂系统200的辅助下进行工具安装件100的偏移，这通过传感器轮132、132'来监测和控制。

在尤其是具有弯曲表面的船体和其它大型表面的自动维护的情况下，以下程序已证实自身：首先，固定在如图1所示根据本发明的工具安装件100内的检查和测量系统例如布置在臂系统200上，且用它沿竖直路径对整个表面进行扫描，其中探测表面的曲率和轮廓，且在控制程序中自动或手动建立和存储所要处理表面的各区域。

为此目的，较佳地设置成承载臂系统200将工具安装件100引导到船体的上边缘并使工具安装件100与表面接触，使得行进轮131接触该表面。工具安装件100现沿着船体沿竖直路径被引导，以记录和检查随后要处理的表面，其中传感器单元140的距离传感器持续监测距离。为此目的，工具安装件100装备有检查系统，其中例如用于对表面进行分析的摄像系统或其它合适系统布置在框架和/或附连件120上。在检查系统和传感器轮132a、132b的辅助下，记录整个船体的轮廓，并还探测所要处理的区域，并将其位置存储在控制程序中。

基于该控制程序，在该检查步骤之后完全或部分地进行实际自动维护：首先，在清洁步骤中，清洁和消融工具布置在根据本发明的工具安装件内，且随后该表面又在所要处理表面上沿竖直路径所先前建立的区域内进行清洁，且使用例如喷水技术去除所要去除的漆层。从图6和7可参照适用于该目的的消融工具300。

为了涂敷先前被清洁并除漆的区域，将涂敷工具布置在如图2所示根据本发明的工具安装件内，并再次在表面上沿水平路径引导涂敷工具，以涂底漆并随后涂敷露出的区域。

从图4和5可参照本发明的进一步的实施例，其中该工具安装件100能够容纳两个工具，在该情况下是消融工具300、300',它们同时处理所要清洁的表面。因此处理时间显著缩短。

工具安装件100具有附连件120，该附连件120可经由附连凸缘121布置在承载臂系统200的远端201上。容纳在附连件120内的液压缸123使工具安装件100绕第一轴线S1枢转，因此提供工具300、300'在所要处理表面上的所需接触压力。

工具安装件100的框架110可经由枢转单元124(像连杆一样被引导)经由第二枢转轴线S2枢转。在该情况下，第二枢转轴线S1大致正交于第一枢转轴线S1排列。两个工具300、300'容纳在两个框架件113、113'内，并可经由两个另外的枢转轴线S3、S4在这些框架件113、113'内枢转，两个另外的枢转轴线S3、S4各大致平行于第一枢转轴线S1和第二枢转轴线S2延伸。最后，两个框架件113、133'也可经由第五轴线S5枢转，第五轴线S5大致平行于第一枢转轴线S1延伸。此外，该另外的轴线S5较佳地大致位于与第一枢转轴线S1和第二枢转轴线S2的共同平面内，从而实现根据本发明的工具安装件100的尤其节约空间的结构。

五个独立的枢转轴线S1、S2、S3、S4、S5的该布置还使得布置在根据本发明工具安装件100中的工具300、300'能够尤其灵活地适应所要处理的相应表面。在该情况下，工具300、300'较佳地经由在相应框架件113、113'内的连杆引导件移动。在该情况下，在本发明的该实施例中，无控制地沿枢转轴线S2、S3、S4和S5发生经由连杆引导件引起的枢转运动，由此，发生工具安装件100或工具100、100’对弯曲表面的简单适应。仅经由液压缸123来控制绕枢转轴线S1的枢转运动，以实现工具在所要处理表面上的所需接触压力。在根据本发明的工具安装件100的替代变型(未示出)中，也可控制另外的枢转轴线S2、S3、S4、S5中的一个或多个，这在使用根据本发明的工具安装件100中的涂漆工具的情况下是尤其有利的。

每个框架件133、133'另外装备有行进轮系统130，其中第一框架件113具有三个行进轮131，而第二框架件113'装备有两个行进轮131和用于监测工具安装件100在所要处理表面上运动的一个传感器轮132。在框架件113、113'的所示布置中，根据本发明的工具安装件100构造成用于表面的垂直处理。如果沿水平路径进行处理，例如仅框架部件113、113'因此在框架110内枢转90°而布置，从而行进轮131布置在框架部件113、113'的沿安装方向垂直延伸的边缘的区域内。

根据图6和7，布置在根据本发明的安装件内的消融工具300具有工具本体310，该工具本体310具有大致椭圆形占用区域311，两个喷嘴体400布置在该占用区域311上。此外，工具本体壁312大致正交于该占用区域311并封围两个喷嘴体200。

在工具本体壁312的外侧上，布置有密封件320，该密封件320由一件式刷体321和部分地封围刷体321的氯丁橡胶密封件322组成。密封件320经由四个弹簧单元323(在该情况下是弹簧架)固定到工具本体310上，其中该弹簧安装件使得密封件320能够适应所要处理的表面。运行时，根据本发明的工具300由于刷体321与氯丁橡胶密封件322的该组合密封以及经由弹簧单元323的弹簧安装而具有相对于周围的最佳泄漏密封，从而实践中没有消融材料到达周围环境且同时可最佳地设置抽吸系统的尺寸。

抽吸开口313设置在工具本体310内以吸走废料，其中工具本体内的流动条件通过通向抽吸开口313的抽吸通道314的布置而进一步改进。

为了实现根据本发明的工具310的最佳消融性能，喷嘴体400各具有三个转子臂401，各喷嘴402基本上径向地布置在三个转子臂401上。

在至少一个转子臂上，如图7所示，喷嘴402的纵向轴线A大致垂直于转子臂401的占用区域E布置，仅近端403处的喷嘴402'实施为倾斜的，其中在本发明的该实施例中角度α约为5°。因此，在表面的由转子臂401的该部分处理的区域内实现较低的消融率，由此实现处理过和未处理表面之间的所需轮廓。

例如水的清洁剂、诸如沙的研磨剂或研磨剂与水或溶剂的混合物借助于高压(500至3000巴)经由中央馈送管线315而被传导到喷嘴402、402'，并经由喷嘴402、402'被引导到所要处理的表面。为此，液压马达例如经由锥齿轮而使喷嘴体400转动，以获得对表面的均匀处理。由该情况下产生的消融材料形成的废料、以及所使用的水和/或研磨剂经由抽吸开口33被吸走，从而使这些材料对环境的压力最小。此外，根据本发明的密封件320有助于在消融期间的抽吸。

最后，附加传感器可附连到工具本体310，其监测并控制工具300在表面上的最佳对准。这些传感器可以例如是基于超声技术等的近程式传感器。也可设置诸如摄像机等的检查装置。工具300已证实本身尤其用于例如船体的弯曲表面的处理的自动维修设施。为此目的，工具300布置在根据本发明的工具安装件100中，工具安装件100经由臂系统200附连到所要处理的表面。

显然本发明并不限于所示示例实施例。而是，可使用不同的系统来枢转工具安装件及其框架件。诸如消融工具、涂敷工具、检查系统等的各种不同工具也可布置在根据本发明的工具安装件中。

Claims (15)

1.一种工具安装件(100)，具有附连件(120)和用于容纳处理大型表面、尤其是船体的工具(300,300')的框架，其特征在于，所述附连件(120)可在其近端处经由附连装置(121)布置在承载系统(200)的远端(201)上，从而所述附连件可绕第一枢转轴线(S1)枢转，所述附连件(120)在其远端具有到所述框架(110)的自支承连接部，从而所述附连件可绕第二枢转轴线(S2)枢转，且所述第一枢转轴线(S1)大致正交于所述第二枢转轴线(S2)而对准。

2.如权利要求1所述的工具安装件(100)，其特征在于，用于绕所述第一枢转轴线(S1)偏移的至少一个第一枢转单元(122，123)和绕所述第二枢转轴线(S2)偏移的至少一个第二枢转单元(123')布置在所述附连件(120)上。

3.如权利要求2所述的工具安装件(100)，其特征在于，所述枢转单元(122,122')是选自包含以下装置的组：电动、气动和/或液压马达；液压缸(123,123')；和链式传动件(122)。

4.如权利要求1至3中一项所述的工具安装件(100)，其特征在于，所述框架(110)具有各用于容纳一个工具(300,300')的至少两个框架件(113,113')。

5.如权利要求4所述的工具安装件(100)，其特征在于，可布置在所述框架件(113,113')内的所述工具(300,300')经由大致相互正交地延伸的两个轴线(S3,S4)可枢转。

6.如权利要求4或5所述的工具安装件(100)，其特征在于，所述至少两个框架件(113,113')经由另一轴线(S5)相对于彼此可枢转。

7.如权利要求4至6中一项所述的工具安装件(100)，其特征在于，所述另一轴线(S5)大致位于具有所述第一枢转轴线(S1)和所述第二枢转轴线(S2)的平面内。

8.如权利要求1至7中一项所述的工具安装件(100)，其特征在于，至少一个距离传感器(140)和/或近程式传感器布置在所述框架(110)和/或所述附连件(120)和/或所述框架件(113,133')上。

9.如权利要求1至8中一项所述的工具安装件(100)，其特征在于，具有至少两个行进轮(131,131')的行进轮系统(130,130')布置在所述框架(110)和/或框架件(113,113')上。

10.如权利要求9所述的工具安装件(100)，其特征在于，所述行进轮(131,131')中的至少一个装备有旋转发电机。

11.如权利要求9或10所述的工具安装件(100)，其特征在于：所述行进轮系统(130,130')具有布置在所述框架(110)的相对两侧上的两对可枢转行进轮(131,131')。

12.如权利要求1至11中一项所述的工具安装件(100)，其特征在于，用于确定速度和/或位置的至少一个传感器轮(132,132a,132b)布置在所述框架(110)上和/或所述至少一个框架件(113,113')上。

13.如权利要求1至12中一项所述的工具安装件(100)，其特征在于，至少一个工具(300,300')可借助于至少一个快速松开系统(111)布置在所述框架(110)内。

14.如权利要求1至12中一项所述的工具安装件(100)，其特征在于，至少一个工具(300,300')可经由连杆引导件布置在所述框架(110)和/或框架件(113,113')内。

15.如权利要求1至13中一项所述的工具安装件(100)，其特征在于，所述至少一个工具(300,300')选自包含了以下所组成的组：用于去除表面层的组合洗涤/熔融工具、尤其是喷水和/或喷砂工具；冲洗枪；以及涂漆工具。