CN109333373B - 恒力自适应作业头装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒力自适应作业头装置：包括连杆、固定架、活动架，所述活动架上安装有工作头；所述活动架与固定架之间设有弹性件与移动驱动件，所述弹性件用于带动所述活动架靠向工作面，所述移动驱动件用于带动所述活动架相对所述固定架移动。本发明的工作头在弹性件作用下始终压向工作面，当工作面起伏较大导致弹性件弹力不均、即工作头与工作面之间的贴合预紧力发生变化时，通过移动驱动件调整活动架与固定架的位置关系，使贴合预紧力保持相对恒定，避免出现工作头与工作面相互脱离或压死的现象，从而保证作业效果，同时减少砂、水、油漆及锈屑的外泄，提高了喷砂头、喷水头、喷涂头等工作头对作业面的适应性。

Description

恒力自适应作业头装置

技术领域

本发明涉及船舶制造和维修技术领域，具体涉及到一种恒力自适应作业头装置。

背景技术

在船舶建造和维修过程中，对甲板、外壳、内舱壁等表面需要作一系列的处理，诸如专利文献1所记载的喷砂除锈、专利文献2所记载的超高压水除锈、专利文献3所记载的喷涂油漆等。上述喷砂头、喷水头、喷涂头等作业头在作业时需要与作业面保持贴合，一是保证作业效果，二是减少砂、水、油漆及锈屑的外泄，减少污染。通常，作业头是采用弹性按压的方式来实现与作业面的贴合，该方式存在的问题是，当作业面不平整度较大时，弹性件伸缩量变化较大，因此其弹性按压力变化幅度也较大，工作头与工作面的贴合预紧力也会相应变化，情况严重时，工作头与工作面甚至会相互脱离或压死，这都会影响工作头的正常工作。

专利文献1：CN206912971U。

专利文献2：CN206897936U。

专利文献3：CN108452988A。

发明内容

为了提高喷砂头、喷水头、喷涂头等工作头对作业面的适应性，本发明提供了一种恒力自适应作业头装置。

本发明采用的技术方案如下：

一种恒力自适应作业头装置：包括连杆，所述连杆的一端用于与载具连接，另一端连接有固定架，所述固定架安装有活动配合的活动架，所述活动架上安装有工作头；所述活动架与固定架之间设有弹性件与移动驱动件，所述弹性件用于带动所述活动架靠向工作面，所述移动驱动件用于带动所述活动架相对所述固定架移动；还包括有一力传感器，设置在所述活动架或/和工作头与工作面的接触受力部，用于检测所述工作头与工作面之间作用力的信号，该信号为所述移动驱动件动作的信号源。

本发明的有益效果是：本发明的工作头在弹性件作用下始终压向工作面，当工作面起伏较大导致弹性件弹力不均、即工作头与工作面之间的贴合预紧力发生变化时，通过移动驱动件调整活动架与固定架的位置关系，使贴合预紧力保持相对恒定，避免出现工作头与工作面相互脱离或压死的现象，从而保证作业效果，同时减少砂、水、油漆及锈屑的外泄，提高了喷砂头、喷水头、喷涂头等工作头对作业面的适应性。

优选的：所述移动驱动件为电动直线滑台，所述电动直线滑台的滑轨安装在所述固定架上，所述电动直线滑台的滑台滑动安装在所述活动架上。

优选的：所述弹性件为拉簧，两端分别固定在所述固定架与活动架的侧面。

优选的：所述活动架下端安装有二轴云台架，所述二轴云台架设有滚动支撑件、用于与工作面接触支撑。

优选的：所述二轴云台架包括一号铰接轴、U型环、二号铰接轴、横梁与万向轮；所述U型环的U型敞口内部形成所述工作头的容纳空间，所述U型环的中部通过所述一号铰接轴安装在所述活动架上；所述U型环端部的外侧各安装有一根所述横梁，所述横梁的中部通过所述二号铰接轴安装在所述U型环上；所述横梁的两端各安装有一个所述万向轮。

优选的：所述力传感器安装在所述一号铰接轴上。

优选的：所述工作头包括头本体与挡圈组件，所述头本体安装在所述活动架上，所述挡圈组件包括挡圈与毛刷，所述挡圈安装在所述二轴云台架，上口与所述工作头连通，下口呈环形布置有所述毛刷。

优选的：所述活动架上安装有至少两对可拆卸的固定夹，用于固定所述头本体。

优选的：所示头本体为双层管结构，包括内管与外管，所述内管下端、外管下端均与所述挡圈组件内部空间连通，所述内管用于进料，所述外管用于排废。

附图说明

图1是本发明实施例的示意图。

图2是本发明实施例的爆炸示意图。

图3是本发明实施例中固定架与活动架的装配示意图。

图4是本发明实施例中二轴云台架的示意图。

图5是本发明实施例中二号铰接轴的示意图。

图6是本发明实施例中工作头的爆炸示意图。

图7是本发明实施例中工作头的剖视示意图。

图8是本发明实施例中A处放大图。

连杆1，

固定架2，

活动架3、固定夹301、导向杆302，

工作头4、头本体401、挡圈组件402、挡圈403、毛刷404、内管405、外管406，

弹性件5，

移动驱动件6、滑轨601、滑台602，

二轴云台架7、一号铰接轴701、U型环702、二号铰接轴703、横梁704、万向轮705、摆动环706，

工作面01，

图1中箭头代表物料（砂、水、漆、油、锈屑）的前进方向。

具体实施方式

下面结合实施例与附图对本发明作进一步说明。

实施例中，如图1、图3所示，一种恒力自适应作业头装置：包括连杆1，所述连杆1的一端用于与载具连接，另一端连接有固定架2，所述固定架2安装有活动配合的活动架3，所述活动架3上安装有工作头4；所述活动架3与固定架2之间设有弹性件5与移动驱动件6，所述弹性件5用于带动所述活动架3靠向工作面01，所述移动驱动件6用于带动所述活动架3相对所述固定架2移动；还包括有一力传感器，设置在所述活动架3或/和工作头4与工作面01的接触受力部，用于检测所述工作头4与工作面01之间作用力的信号，该信号为所述移动驱动件6动作的信号源。

本实施例连杆1所连接的载具可以是磁吸附小车，也可以是改装后的车辆，这可以是人工手举式，另外连杆1可以是轴向往复移动式，也可以是摇臂。固定架2与活动架3为板式结构，二者作直线滑动，固定架2与连杆1之间还设有加强支撑件。本实施例配有一个控制中心，可以是单片机或PLC，接受力传感器的信号并控制移动驱动件6动作，当力传感器的信号偏小时，活动架3相对固定架2下移，当力传感器的信号偏大时，活动架3相对固定架2上移。另外，还可以通过编程是设置不同的额定贴合预紧力，以适于不同工作头4的作业要求，该额定的贴合预紧力可以是一个范围值，当力传感器的信号超出上下限时，移动驱动件6才会动作，从而避免移动驱动件6启动过于频繁。

本实施例的工作头4在弹性件5作用下始终压向工作面01，当工作面01起伏较大导致弹性件5弹力不均、即工作头4与工作面01之间的贴合预紧力发生变化时，通过移动驱动件6调整活动架3与固定架2的位置关系，使贴合预紧力保持相对恒定，避免出现工作头4与工作面01相互脱离或压死的现象，从而保证作业效果，同时减少砂、水、油漆及锈屑的外泄，提高了喷砂头、喷水头、喷涂头等工作头对工作面01的适应性。

实施例中，如图3所示：所述移动驱动件6为电动直线滑台，所述电动直线滑台的滑轨601安装在所述固定架2上，所述电动直线滑台的滑台602滑动安装在所述活动架3上。活动架3上设有与滑轨601平行的导向杆302，滑台602可沿导向杆302滑动。本实施例的移动驱动件6结构简单可靠，其动力源为伺服或步进电机，能容易的由力传感器的信号控制动作，因此反应灵敏，减少工作头4与工作面01之间的贴合预紧力的波动。

实施例中，如图3所示：所述弹性件5为拉簧，两端分别固定在所述固定架2与活动架3的侧面。本实施例固定架2与活动架3的两个侧面均设有弹性件5，因此受力比较均匀。而且固定架2上拉簧的安装位置可调，提高了装置的适用性。

实施例中，如图1、图2、图4所示：所述活动架3下端安装有二轴云台架7，所述二轴云台架7设有滚动支撑件、用于与工作面01接触支撑。本实施例的二轴云台架7为受力支撑件，一是避免工作头4过度承力，二是在横滚、俯仰两个方向可自由旋转，从而提高工作头4对工作面01的适应性。

实施例中，如图4所示：所述二轴云台架7包括一号铰接轴701、U型环702、二号铰接轴703、横梁704与万向轮705；所述U型环702的U型敞口内部形成所述工作头4的容纳空间，所述U型环702的中部通过所述一号铰接轴701安装在所述活动架3上；所述U型环702端部的外侧各安装有一根所述横梁704，所述横梁704的中部通过所述二号铰接轴703安装在所述U型环702上；所述横梁704的两端各安装有一个所述万向轮705。本实施例是一种结构简洁的二轴云台架7，一共具有四个万向轮705，工作状态下，其中的三个与工作面01作稳定支撑。

实施例中，如图4所示：所述力传感器安装在所述一号铰接轴701上。本实施例的二轴云台架7的承力点集中在一号铰接轴701上，因此力传感器检测一号铰接轴701的剪切应变可很精确的反应出工作头4与工作面01之间的贴合预紧力的变化，从而使移动驱动件6的动作更精确。

实施例中，如图6、图7所示：所述工作头4包括头本体401与挡圈组件402，所述头本体401安装在所述活动架3上，所述挡圈组件402包括挡圈403与毛刷404，所述挡圈403安装在所述二轴云台架7，上口与所述工作头4连通，下口呈环形布置有所述毛刷404。如图8所示，挡圈403上方设一环槽口，头本体401很短的一部分设置在环槽口内，这样头本体401与挡圈403之间既能在一定范围内相对活动，又能保持一定的密封性能。

实施例中，如图4、图6所示，挡圈403固定在摆动环706上，而摆动环706的两侧同样铰接在二号铰接轴703上，相应的挡圈组件402也能在横滚、俯仰两个方向可自由旋转，从而更好的适应工作面01。

实施例中，如图5所示，二号铰接轴703的形状为两端方轴中间圆轴，方轴部分分别与横梁704、摆动环706固定，圆轴部分活动安装在U型环702的端部。该结构使得横梁704与摆动环706保持同步摆动。

实施例中，如图1、图2、图3所示：所述活动架3上安装有至少两对可拆卸的固定夹301，用于固定所述头本体401。本实施例的固定夹301本身由两个半圆缺口板组成，工作头4拆装很方便，其半圆缺口依工作头4外形而定。固定夹301本身也能从活动架3上拆卸，便于根据不同的工作头4进行更换。

实施例中，如图7所示：所示头本体401为双层管结构，包括内管405与外管406，所述内管405下端、外管406下端均与所述挡圈组件402内部空间连通，所述内管405用于进料，所述外管406用于排废。本实施例所示的工作头4为一种喷砂头，外管406为异形件，铸造而成，此种结构废砂可直接回收，符合绿色修造船的环保要求。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种恒力自适应作业头装置，包括连杆（1），所述连杆（1）的一端用于与载具连接，另一端连接有固定架（2），所述固定架（2）安装有活动配合的活动架（3），所述活动架（3）上安装有工作头（4），其特征在于：

所述活动架（3）与固定架（2）之间设有弹性件（5）与移动驱动件（6），所述弹性件（5）用于带动所述活动架（3）靠向工作面，所述移动驱动件（6）用于带动所述活动架（3）相对所述固定架（2）移动；

还包括有一力传感器，设置在所述活动架（3）或/和工作头（4）与工作面的接触受力部，用于检测所述工作头（4）与工作面之间作用力的信号，该信号为所述移动驱动件（6）动作的信号源；

所述移动驱动件（6）为电动直线滑台，所述电动直线滑台的滑轨（601）固定安装在所述固定架（2）上，所述电动直线滑台的滑台（602）滑动安装在所述活动架（3）上；

所述活动架（3）下端安装有二轴云台架（7），所述二轴云台架（7）设有滚动支撑件、用于与工作面接触支撑；

所述二轴云台架（7）包括一号铰接轴（701）、U型环（702）、二号铰接轴（703）、横梁（704）与万向轮（705）；

所述U型环（702）的U型敞口内部形成所述工作头（4）的容纳空间，所述U型环（702）的中部通过所述一号铰接轴（701）安装在所述活动架（3）上；

所述U型环（702）端部的外侧各安装有一根所述横梁（704），所述横梁（704）的中部通过所述二号铰接轴（703）安装在所述U型环（702）上；

所述横梁（704）的两端各安装有一个所述万向轮（705）；

所述力传感器安装在所述一号铰接轴（701）上。

2.根据权利要求1所述的恒力自适应作业头装置，其特征在于：所述弹性件（5）为拉簧，两端分别固定在所述固定架（2）与活动架（3）的侧面。

3.根据权利要求1所述的恒力自适应作业头装置，其特征在于：所述工作头（4）包括头本体（401）与挡圈组件（402），所述头本体（401）安装在所述活动架（3）上，所述挡圈组件（402）包括挡圈（403）与毛刷（404），所述挡圈（403）安装在所述二轴云台架（7），上口与所述工作头（4）连通，下口呈环形布置有所述毛刷（404）。

4.根据权利要求3所述的恒力自适应作业头装置，其特征在于：所述活动架（3）上安装有至少两对可拆卸的固定夹（301），用于固定所述头本体（401）。

5.根据权利要求3所述的恒力自适应作业头装置，其特征在于：所示头本体（401）为双层管结构，包括内管（405）与外管（406），所述内管（405）下端、外管（406）下端均与所述挡圈组件（402）内部空间连通，所述内管（405）用于进料，所述外管（406）用于排废。