CN108855706A - 一种船舶用机器人喷涂装置 - Google Patents

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邵珠峰
尤政
张兆坤
彭发忠
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0431—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation with spray heads moved by robots or articulated arms, e.g. for applying liquid or other fluent material to 3D-surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
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Abstract

本发明公开了一种船舶用机器人喷涂装置，包括驱动装置，滑轮，绳索，末端执行器；驱动装置设置有多个，包括电机、联轴器、减速器和滚筒；绳索的一端连接到末端执行器上，另一端分别连接在一个驱动装置的滚筒上，通过电机的工作带动滚筒的转动，进而带动相应绳索的伸长或缩短。末端执行器由绳索共同牵引运动；末端执行器上固定喷漆用的变速喷头，喷漆的流速随末端执行器的运动速度而变化，运动速度越大，流速越大。本发明解决了喷涂装置简单易构建，喷涂效率高、且能够保证喷漆厚度均匀。

Description

一种船舶用机器人喷涂装置
技术领域
本发明属机械领域，特别涉及一种喷涂装置。
背景技术
随着人类对于海洋的探索和利用，船舶在探索、运输、开采、军事上扮演着重要的角色，而腐蚀是影响船舶及海上设施寿命的最大因素之一。常用的防腐蚀方法便是在船体表面涂覆一层具有防腐、抗静电、绝缘、吸热等特殊功能的涂料。故船体表面的喷涂处理是船舶制造装配中不可缺少的重要环节之一。
喷涂机器人是一种自动化程度及集成度较高的先进喷涂设备，在人工喷涂技术已经成熟的背景下，成为了人们新的关注点。其优点有以下几个方面：(1)柔性大，工作范围大；(2)大大提高喷涂质量和喷涂效率；(3)操作性较好，维护简单，可以示教或离线编程实现较为复杂的喷涂轨迹，缩短现场调试时间；(4)解放人工劳动力，工人的健康和安全得到了保障。所以，利用喷涂机器人的自动化喷涂系统已经被广泛应用于制造装配等许多工业领域中。对于常见的汽车制造及小工件生产，人们除对防腐、功能性有一定要求外，喷漆的环保性、壳体涂层的美观性等因素是更为重要的评价标准。然而船舶表面的喷涂则对涂层的质量，如厚度及均匀度提出了更严苛的要求，当前人工作业进行船舶涂装，虽然可以基本实现喷涂要求，但由于人为因素使得喷涂质量不能得到精确的保证，而且人工作业时间长、工作量大、环境恶劣都制约着船舶制造业的发展。而如果能够利用机器人稳定的工作性能，包括精准的定位和良好的喷涂轨迹，便能保证更好的涂层厚度与均匀度指标要求，同时也避免了涂料飞溅的喷涂环境对于工人健康的影响。可以说，传统的利用脚手架、高空作业车或爬壁机器人，仍存在健康损害、高空作业或涂装效率的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于一种船舶用机器人喷涂装置
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种船舶用机器人喷涂装置，包括驱动装置，滑轮，绳索，末端执行器；所述驱动装置设置有两个，两个驱动装置均设置在船上，每个驱动装置包括电机、联轴器、减速器和滚筒，电机的输出轴依次连接联轴器、减速器和滚筒；所述绳索设置有两根，每一根绳索的一端连接到末端执行器上，另一端分别连接在一个驱动装置的滚筒上，通过电机的工作带动滚筒的转动，进而带动相应绳索的伸长或缩短。所述末端执行器由两根绳索共同牵引运动；末端执行器上固定喷漆用的喷头；
作为本发明的改进，一种船舶用机器人喷涂装置，包括驱动装置，滑轮，绳索，末端执行器；驱动装置设置有三个，两个驱动装置设置在船上，一个驱动装置设置在船下，每个驱动装置包括电机、联轴器、减速器和滚筒，电机的输出轴依次连接联轴器、减速器和滚筒；所述绳索设置有三根，每一根绳索的一端连接到末端执行器上，另一端分别连接在一个驱动装置的滚筒上，通过电机的工作带动滚筒的转动，进而带动相应绳索的伸长或缩短。所述末端执行器由三根绳索共同牵引运动；末端执行器上固定喷漆用的喷头；
作为本发明的改进，一种船舶用机器人喷涂装置，包括驱动装置，滑轮，绳索，末端执行器；驱动装置设置有四个，两个驱动装置设置在船上，两个驱动装置设置在船下，每个驱动装置包括电机、联轴器、减速器和滚筒，电机的输出轴依次连接联轴器、减速器和滚筒；所述绳索设置有四根，每一根绳索的一端连接到末端执行器上，另一端分别连接在一个驱动装置的滚筒上，通过电机的工作带动滚筒的转动，进而带动相应绳索的伸长或缩短。所述末端执行器由四根绳索共同牵引运动；末端执行器上固定喷漆用的喷头；
作为本发明的改进，末端执行器上配置重物；
作为本发明的又一改进，末端执行器按轨迹运动；其中每一段水平轨迹中，末端执行器的运动函数采用三角函数，轨迹两端的速度为零，轨迹中间段的速度最大；所述末端执行器上固接有变速喷头，喷头向船舶外表面喷漆，喷漆的流速随末端执行器的运动速度而变化，运动速度越大，流速越大。
本发明解决了大型船体外表面的自动喷涂问题，解决了大型船体外表面喷涂存在的喷涂效率低、喷涂质量受员工影响较大、喷涂环境对人体造成的危害等不足，且喷涂装置简单易构建，喷涂效率高、喷漆厚度均匀。
附图说明
图1为本发明一种船舶用机器人喷涂装置的结构示意图。
图2为本发明另一种船舶用机器人喷涂装置的结构示意图。
图3为本发明又一种船舶用机器人喷涂装置的结构示意图。
图4为本发明一种船舶用机器人喷涂装置的喷涂轨迹示意图。
图5为本发明另一种船舶用机器人喷涂装置的喷涂轨迹示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
实施例1
如图1所示，一种船舶用机器人喷涂装置，包括驱动装置1，滑轮2，绳索3，末端执行器4；所述驱动装置1设置有两个，两个驱动装置均设置在船上，每个驱动装置包括电机、联轴器、减速器和滚筒，电机的输出轴依次连接联轴器、减速器和滚筒；所述绳索3设置有两根，每一根绳索3的一端连接到末端执行器4上，另一端分别连接在一个驱动装置1的滚筒上，通过电机的工作带动滚筒的转动，进而带动相应绳索3的伸长或缩短。所述末端执行器4由两根绳索3共同牵引运动；末端执行器上固定喷漆用的喷头；
本发明解决了大型船体外表面的自动喷涂问题，解决了大型船体外表面喷涂存在的喷涂效率低、喷涂质量受员工影响较大、喷涂环境对人体造成的危害等不足，且喷涂装置简单易构建，喷涂效率高。作为优选实施例，末端执行器4上可配置重物，一方面可以维持绳索的张紧、另一方面抵御风扰。
实施例2
如图2所示，一种船舶用机器人喷涂装置，包括驱动装置1，滑轮2，绳索3，末端执行器4；所述驱动装置1设置有三个，两个驱动装置设置在船上，一个驱动装置设置在船下，每个驱动装置包括电机、联轴器、减速器和滚筒，电机的输出轴依次连接联轴器、减速器和滚筒；所述绳索3设置有三根，每一根绳索3的一端连接到末端执行器4上，另一端分别连接在一个驱动装置1的滚筒上，通过电机的工作带动滚筒的转动，进而带动相应绳索3的伸长或缩短。所述末端执行器4由三根绳索3共同牵引运动；末端执行器上固定喷漆用的喷头；
实施例3
如图3所示，一种船舶用机器人喷涂装置，包括驱动装置1，滑轮2，绳索3，末端执行器4；所述驱动装置1设置有四个，两个驱动装置设置在船上，两个驱动装置设置在船下，每个驱动装置包括电机、联轴器、减速器和滚筒，电机的输出轴依次连接联轴器、减速器和滚筒；所述绳索3设置有四根，每一根绳索3的一端连接到末端执行器4上，另一端分别连接在一个驱动装置1的滚筒上，通过电机的工作带动滚筒的转动，进而带动相应绳索3的伸长或缩短。所述末端执行器4由四根绳索3共同牵引运动；末端执行器上固定喷漆用的喷头；采用四根绳索可以更加柔顺地控制喷头运动。
实施例4
如图4和5所示，末端执行器可按轨迹500或轨迹501运动；其中每一段水平轨迹中，末端执行器的运动函数采用三角函数，轨迹两端的速度为零，轨迹中间段的速度最大；所述末端执行器上固接有变速喷头，喷头向船舶外表面喷漆，末端执行器上固定喷漆用的变速喷头，喷漆的流速随末端执行器的运动速度而变化，运动速度越大，流速越大。作为优选，喷漆的流量函数可采用与末端执行器的运动速度函数相适应的三角函数。末端执行器的速度和轨迹规划是通过电机控制的，也就是说是预设的，从而对应的喷头的流速也可以预设。本发明解决了大型船体外表面的自动喷涂问题，且喷涂装置简单易构建，喷涂效率高、由于喷漆的流量随着末端执行器的速度变化而变，即末端执行器速度大时喷漆流量加大，末端执行器速度小时、喷漆流量变小，这种设置能够保证喷漆厚度均匀。
以上实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种船舶用机器人喷涂装置，其特征在于包括驱动装置(1)，滑轮(2)，绳索(3)，末端执行器(4)；
所述驱动装置(1)设置有两个，两个驱动装置均设置在船上，每个驱动装置包括电机、联轴器、减速器和滚筒，电机的输出轴依次连接联轴器、减速器和滚筒；
所述绳索(3)设置有两根，每一根绳索(3)的一端连接到末端执行器(4)上，另一端分别连接在一个驱动装置(1)的滚筒上，通过电机的工作带动滚筒的转动，进而带动相应绳索(3)的伸长或缩短；
所述末端执行器(4)由两根绳索(3)共同牵引运动；末端执行器上固定喷漆用的喷头。
2.一种船舶用机器人喷涂装置，其特征在于包括驱动装置(1)，滑轮(2)，绳索(3)，末端执行器(4)；
所述驱动装置(1)设置有三个，两个驱动装置设置在船上，一个驱动装置设置在船下，每个驱动装置包括电机、联轴器、减速器和滚筒，电机的输出轴依次连接联轴器、减速器和滚筒；
所述绳索(3)设置有三根，每一根绳索(3)的一端连接到末端执行器(4)上，另一端分别连接在一个驱动装置(1)的滚筒上，通过电机的工作带动滚筒的转动，进而带动相应绳索(3)的伸长或缩短；
所述末端执行器(4)由三根绳索(3)共同牵引运动；末端执行器上固定喷漆用的喷头。
3.一种船舶用机器人喷涂装置，其特征在于包括驱动装置(1)，滑轮(2)，绳索(3)，末端执行器(4)；
所述驱动装置(1)设置有四个，两个驱动装置均设置在船上，每个驱动装置包括电机、联轴器、减速器和滚筒，电机的输出轴依次连接联轴器、减速器和滚筒；
所述绳索(3)设置有四根，每一根绳索(3)的一端连接到末端执行器(4)上，另一端分别连接在一个驱动装置(1)的滚筒上，通过电机的工作带动滚筒的转动，进而带动相应绳索(3)的伸长或缩短；
所述末端执行器(4)由四根绳索(3)共同牵引运动；末端执行器上固定喷漆用的喷头。
4.如权利要求1或2或3所述的一种船舶用机器人喷涂装置，其特征在于，其中所述的末端执行器(4)上配置重物。
5.如权利要求1或2或3所述的一种船舶用机器人喷涂装置，其特征在于，其中所述的末端执行器按轨迹(500)或轨迹(501)运动；其中每一段水平轨迹中，末端执行器的运动函数采用三角函数，轨迹两端的速度为零，轨迹中间段的速度最大；所述末端执行器上固接有变速喷头，喷头向船舶外表面喷漆，喷漆的流量随末端执行器的运动速度而变化，运动速度越大，流量越大。
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