CN110227690A - 一种车载自动化激光清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载自动化激光清洗设备，涉及激光清洗设备技术领域。该设备包括AGV平台，所述的AGV平台的后端设置有激光清洗机，所述AGV平台的前端设置有机械臂，且激光清洗头通过清洗头固定架与机械臂固定连接，所述的AGV平台上位于机械臂和激光清洗机之间设置有除尘装置、单向隔离变压器和机械臂控制柜，所述除尘装置的吸尘管通过吸尘管固定架与所述的清洗头固定架固定连接。设备系统主要用于激光清洗大型设备表面的生锈部分和残留油漆等。设备通过在移动平台上安装机械臂、激光清洗机及除尘设备，以实现激光清洗设备的可移动、多方位动作和清洗过程的自动化。

Description

一种车载自动化激光清洗设备

技术领域

本发明涉及激光清洗设备技术领域，具体地说是一种车载自动化激光清洗设备。

背景技术

激光清洗作为一种环保、高效、高精度、高质量的清洗技术，在航空航天、精密机械、轨道列车等的大型工件除锈、除漆、清洗领域应用前景广阔。最原始的清洗方式为人员手工打磨，作业环境恶劣，人工效率低下。近年来逐渐兴起的激光清洗设备也多为人工手持清洗头完成清洗工作，对人员的要求较高，并且需要对操作人员进行特别防护，当操作人员长时间操作时，会造成清洗效率低、清洗效果不佳、清洗不彻底等问题，不能保证清洗质量。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种车载自动化激光清洗设备，设备系统主要用于激光清洗大型设备表面的生锈部分和残留油漆等。设备通过在移动平台上安装机械臂、激光清洗机及除尘设备，以实现激光清洗设备的可移动、多方位动作和清洗过程的自动化。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种车载自动化激光清洗设备，包括AGV平台，所述的AGV平台的后端设置有激光清洗机，所述AGV平台的前端设置有机械臂，且激光清洗头通过清洗头固定架与机械臂固定连接，所述的AGV平台上位于机械臂和激光清洗机之间设置有除尘装置、单向隔离变压器和机械臂控制柜，所述除尘装置的吸尘管通过吸尘管固定架与所述的清洗头固定架固定连接。

进一步地，所述的AGV平台包括车体、前轮、后轮、液压站、蓄电池和充电器，所述的前轮通过前轮安装架与所述的车体转动连接，且所述的前轮安装架上设置有用于驱动前轮转动的驱动电机，两个所述的前轮之间设置有转向机构，所述的转向机构包括两端分别与所述的前轮安装架相铰接的转向架，所述的转向架和车体之间设置有用于驱动所述转向架左右移动的转向油缸。

进一步地，所述的车体包括上侧壁、左侧壁和右侧壁，所述的左侧壁和右侧壁之间从前到后依次设置有第一隔板、第二隔板、第三隔板和尾板，所述第一隔板、第二隔板和第三隔板的下方固定设置有纵梁，且所述的纵梁通过筋梁分别与所述的左侧壁和右侧壁相连，所述的前轮设置于所述第一隔板的前侧，所述的第三隔板和尾板之间左右设置有后轮安装板，所述的第二隔板和第三隔板之间设置有液压站托架和蓄电池托架，所述的液压站固定设置于所述的液压站托架上，所述的蓄电池固定设置于所述的蓄电池托架上，所述的充电器设置于所述的第一隔板和第二隔板之间。

进一步地，所述的液压站托架与所述的左侧壁相铰接，所述的蓄电池托架与所述的右侧壁相铰接。

进一步地，所述的第一隔板和第二隔板之间固定设置有前配重块，所述的第三隔板和尾板之间设置有后配重块。

进一步地，所述的后配重块的下侧面上设置有用于容纳所述纵梁的凹槽，且所述的后轮安装板限制了后配重块的左右摆动，所述尾板的下端面位于所述后配重块的上端面的上方。

进一步地，所述的清洗头固定架为一U型板，其腹板与所述的机械臂固定连接，所述的激光清洗头设置于清洗头固定架内部，并分别与所述清洗头固定架的翼板固定连接。

进一步地，所述的吸尘管固定架包括下夹板和上夹板，所述下夹板的左、右两端分别设置有第一连接板，所述第一连接板的上端与所述清洗头固定架的翼板相铰接，所述第一连接板的下端设置有导向锁紧螺钉，所述清洗头固定架的翼板上设置有与导向锁紧螺钉配合的弧形滑槽。

进一步地，所述的除尘装置设置于所述单向隔离变压器的上方，并通过固定支架与所述的AGV平台固定连接。

进一步地，所述的AGV平台的左右两端分别设置有用于容纳激光清洗机滚轮的截面呈U型的第二限位板，且所述第二限位板的前端设置有挡板，所述第二限位板的后端设置有限位柱。

本发明的有益效果是：

1、利用本发明车载自动化激光清洗设备，可实现激光清洗过程的自动化。AGV平台可自动导航或手动遥控导航，机械臂搭载激光清洗头可实现对操作对象的多方位准确定位操作，且设备移动方便，操作简单，能够代替人工实现高效率、高质量的清洗操作。

2、通过在车体内设置配重块，可以使设备整体的重心下移，运行过程更加稳定，不容易发生倾覆等危险。

3、通过内置可转动的液压站和蓄电池，不仅是整个设备的结构更加紧凑，减小占地面积，而且方便日常维护。

附图说明

图1为激光清洗设备的立体结构示意图；

图2为图1中A部分的放大结构示意图；

图3为图1中B部分的放大结构示意图；

图4为图1中C部分的放大结构示意图；

图5为图1中D部分的放大结构示意图；

图6为AGV平台(隐藏上侧壁)的俯视图；

图7为AGV平台(隐藏上侧壁)的一个方向的立体结构示意图；

图8为图7中E部分的放大结构示意图；

图9为图7中F部分的放大结构示意图；

图10为图7中G部分的放大结构示意图；

图11为AGV平台(液压站托架、蓄电池托架处于打开状态)的俯视图；

图12为AGV平台(隐藏上侧壁)的另一个方向的立体结构示意图；

图13为图12中H部分的放大结构示意图。

图中：1-AGV平台，111-左侧壁，112-右侧壁，113-纵梁，114-第一隔板，115-第二隔板，116-第三隔板，117-尾板，118-后轮安装板，119-筋梁，12-前轮，121-前轮安装架，122-挡泥板，13-后轮，141-转向架，142-转向油缸，15-液压站，151-液压站托架，16-蓄电池，161-蓄电池托架，17-驱动电机，181-前配重块，182-后配重块，19-充电器，21-激光清洗机，211-第二限位板，212-挡板，213-限位柱，22-激光清洗头，3-单向隔离变压器，31-第一限位板，4-除尘装置，41-立柱，42-横梁，51-机械臂，52-机械臂控制柜，6-清洗头固定架，71-下夹板，72-上夹板，73-连接板。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

为了方便描述，现定义坐标系如图1所示。

如图1所示，一种车载自动化激光清洗设备包括AGV平台1，所述的AGV平台1上设置有激光清洗装置、除尘装置4、单向隔离变压器3和机械臂51。所述激光清洗装置中的激光清洗机21位于所述AGV平台1的后端，所述的机械臂51固定设置于所述AGV平台1的前端，且所述激光清洗装置中的激光清洗头22通过清洗头固定架6与所述的机械臂51固定连接。所述的AGV平台1上位于所述的机械臂51和激光清洗机21之间固定设置有单向隔离变压器3、除尘装置4和用于控制机械臂51动作的机械臂控制柜52。所述除尘装置4的吸尘管通过吸尘管固定架与所述的清洗头固定架6固定连接。

如图2所示，所述的清洗头固定架6为一U型板，所述清洗头固定架6的腹板与所述的机械臂51固定连接，所述的激光清洗头22分别与所述清洗头固定架6的翼板固定连接。所述的吸尘管固定架位于所述清洗头的下方，包括下夹板71和上夹板72，所述的下夹板71和上夹板72通过螺钉相连。所述的下夹板71和上夹板72上分别设置有呈圆弧状的弯曲部，且两个所述的弯曲部共同形成了用于夹紧吸尘管的夹紧孔。

进一步地，为了方便调整吸尘管的角度，从而保证良好的除尘效果，如图2所示，所述下夹板71的左、右两端分别设置有第一连接板73，所述第一连接板73的上端与所述清洗头固定架6的翼板相铰接，所述第一连接板73的下端设置有导向锁紧螺钉，所述清洗头固定架6的翼板上设置有用于容纳所述导向锁紧螺钉的弧形滑槽，且所述的弧形滑槽以所述第一连接板73的铰接点为圆心。

在这里，所述的激光清洗装置(包括激光清洗机21和激光清洗头22)、单向隔离变压器3、除尘装置4、机械臂51(包括机械臂控制柜52)和AGV平台1的控制单元及控制方法(控制AGV小车按照一定的路径移动)属于现有技术，在此不再赘述。

所述AGV平台1具有手动控制和自动控制两种控制方式，实现整个设备的移动。在实际工作的过程中，对于形状规则工件，可通过对AGV平台1路径的编程实现清洗过程的自动控制。对于形状复杂、不规则的工件，则可手动操作手柄控制整个设备进行清洗工作。

进一步地，为了是设备整体更加紧凑，减小体积，如图1所示，所述的单向隔离变压器3与所述的AGV平台1固定连接，所述的除尘装置4设置于所述单向隔离变压器3的上方，并通过固定支架与所述的AGV平台1固定连接。

作为一种具体实施方式，如图3所示，所述的AGV平台1上位于所述单向隔离变压器3的四个角上分别设置有截面形状与角钢的截面形状相同的第一限位板31，四个所述的第一限位板31共同限制了单向隔离变压器3在水平面内的自由度。所述的固定支架包括设置于所述单向隔离变压器3外侧的立柱41，相邻的立柱41之间设置有用于承托所述除尘装置4的横梁42。

进一步地，如图4和图5所示，所述的激光清洗机21和AGV平台1之间设置有用于限制所述激光清洗机21移动的滑动锁止机构。所述的滑动锁止机构包括固定设置于AGV平台1左、右两侧的截面呈U型且开口朝上的第二限位板211，所述第二限位板211的前端设置有挡板212，形成盲端。所述第二限位板211的后端设置有限位柱213，优选的，所述第二限位板211的翼板上设置有多个用于容纳所述限位柱213的通孔。

这样设置的主要原因是，激光清洗机21属于成套的外购设备，若采用传统的螺钉等固定方式实现固定连接，则需要在成品激光清洗机21上进行改造，一方面，比较繁琐；另一方面，也会影响以后激光清洗机21的单独使用。

通过设置滑动锁止机构，安装时，只需要将激光清洗机21放置在AGV平台1上，使激光清洗机21的滚轮为第二限位板211内，然后向前推动激光清洗机21，直至激光清洗机21前端的滚轮抵靠在所述挡板212上，然后插入限位柱213，使激光清洗机21后端的滚轮抵靠在限位柱213上即可。

AGV平台1作为一种现有技术，虽然应用比较广泛，但是目前主要应用于物流行业中，在实际工作中其承载的重量较轻。本专利中，由于激光清洗机21和机械臂51的重量较重，传统的AGV平台1的机械结构无法满足本专利应用环境下的承载要求。为此，对AGV平台1进行结构上的改进。

所述的AGV平台1包括车体，所述的车体包括上侧壁、左侧壁111和右侧壁112，所述的上侧壁、左侧壁111和右侧壁112共同形成了类似于开口朝下的U型结构。

在这里，所述的上侧壁、左侧壁111和右侧壁112不仅仅局限于字面意思中的平板结构，也可以是有型材和板材共同形成的形状不规整的架体结构，从而实现对其他部件的避让效果。

如图6和图7所示，所述的左侧壁111和右侧壁112之间从前到后依次设置有第一隔板114、第二隔板115、第三隔板116和尾板117，所述的尾板117与所述左侧壁111和右侧壁112的后端面固定连接。

如图12所示，所述的左侧壁111和右侧壁112之间位于所述第一隔板114、第二隔板115和第三隔板116的下方设置有沿纵向布置的纵梁113，且所述的纵梁113通过焊接的方式分别与所述的第一隔板114、第二隔板115和第三隔板116固定连接。

进一步地，为了提高车体的刚性，如图12所示，所述的纵梁113和左侧壁111之间，以及纵梁113和右侧壁112之间均设置有两根筋梁119，且四根所述筋梁119共同形成了一类似菱形的结构。

前轮12设置于所述第一隔板114的前侧，并通过前轮安装架121与所述车体的上侧壁转动连接。所述的前轮12与所述的前轮安装架121转动连接，且所述的前轮安装架121上设置有用于驱动所述前轮12转动的驱动电机17。

两个所述的前轮12之间设置有用于驱动所述前轮12在水平面内转动的转向机构。如图6和图8所示，所述的转向机构包括转向架141和转向油缸142。所述转向架141的两端分别与所述的前轮安装架121相铰接。所述的转向油缸142沿左右方向布置，且所述转向油缸142的缸体与所述的车体转动连接，所述转向油缸142的活塞杆与所述的转向架141相铰接。

进一步地，所述的前轮安装架121上位于所述前轮12的前侧设置有挡泥板122。

如图6和图7所示，所述的第三隔板116和尾板117之间左右对称设置有两后轮安装板118，后轮13通过液压刹车盘(图中未视出)与所述的后轮安装板118转动连接。

进一步地，所述的车体上还设置有刹车释放阀(图中未视出)，以便在蓄电池16没电或发生故障时释放刹车，从而拖动AGV平台1进行维修。

在这里，所述的后轮13、液压刹车盘和后轮安装板118之间的安装结构，以及液压刹车盘和刹车释放阀之间的连接、驱动关系均属于现有技术，在此不再赘述。

如图6和图7所示，所述的第二隔板115和第三隔板116之间设置有液压站托架151和蓄电池托架161。为转向机构和液压刹车盘提供动力的液压站15固定设置于所述的液压站托架151上，为驱动电机17提供电能的蓄电池16固定设置于所述的蓄电池托架161上。

进一步地，如图9和图10所示，所述的液压站托架151与所述的左侧壁111相铰接，且所述的左侧壁111上设置有用于容纳所述液压站托架151的通孔，所述的蓄电池托架161与所述的右侧壁112相铰接，所述的右侧壁112是哪个设置有用于容纳所述蓄电池托架161的通孔。如图11所示，所述的液压站托架151和蓄电池托架161可转动至所述车体的外部。

优选的，所述的液压站托架151、蓄电池托架161和车体之间均设置有锁。

如图6所示，充电器19设置于所述的第一隔板114和第二隔板115之间，所述的充电器19与蓄电池16相连，用于完成蓄电池16的充电。

在这里，充电器19、蓄电池16以及驱动电机17的连接关系属于现有技术，在此不再赘述。同理，液压站15通过阀组实现转向油缸142的动作，以及管路连接，亦属于现有技术，在此不再赘述。

进一步地，如图6和图7所示，所述的第一隔板114和第二隔板115之间位于所述纵梁113的上方设置有前配重块181，且所述前配重块181的下侧面抵靠在所述的纵梁113上，所述前配重块181的前端与所述的第一隔板114固定连接。所述的第三隔板116和尾板117之间设置有后配重块182。优选的，如图13所示，所述的后配重块182的下侧面上设置有用于容纳所述纵梁113的凹槽，且所述的后轮安装板118限制了后配重块182的左右摆动。

进一步地，为了方便后配重块182的装卸，如图12所示，所述尾板117的下端面位于所述后配重块182的上端面的上方，两个所述的后轮安装板118之间设置有第二连接板73，且所述纵梁113的后端与所述的第二连接板73固定连接。

这样，当需要装卸后配重块182时，直接从车体的后端推进或拉出即可。

Claims (10)

1.一种车载自动化激光清洗设备，其特征在于：包括AGV平台，所述的AGV平台的后端设置有激光清洗机，所述AGV平台的前端设置有机械臂，且激光清洗头通过清洗头固定架与机械臂固定连接，所述的AGV平台上位于机械臂和激光清洗机之间设置有除尘装置、单向隔离变压器和机械臂控制柜，所述除尘装置的吸尘管通过吸尘管固定架与所述的清洗头固定架固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种车载自动化激光清洗设备，其特征在于：所述的AGV平台包括车体、前轮、后轮、液压站、蓄电池和充电器，所述的前轮通过前轮安装架与所述的车体转动连接，且所述的前轮安装架上设置有用于驱动前轮转动的驱动电机，两个所述的前轮之间设置有转向机构，所述的转向机构包括两端分别与所述的前轮安装架相铰接的转向架，所述的转向架和车体之间设置有用于驱动所述转向架左右移动的转向油缸。

3.根据权利要求2所述的一种车载自动化激光清洗设备，其特征在于：所述的车体包括上侧壁、左侧壁和右侧壁，所述的左侧壁和右侧壁之间从前到后依次设置有第一隔板、第二隔板、第三隔板和尾板，所述第一隔板、第二隔板和第三隔板的下方固定设置有纵梁，且所述的纵梁通过筋梁分别与所述的左侧壁和右侧壁相连，所述的前轮设置于所述第一隔板的前侧，所述的第三隔板和尾板之间左右设置有后轮安装板，所述的第二隔板和第三隔板之间设置有液压站托架和蓄电池托架，所述的液压站固定设置于所述的液压站托架上，所述的蓄电池固定设置于所述的蓄电池托架上，所述的充电器设置于所述的第一隔板和第二隔板之间。

4.根据权利要求3所述的一种车载自动化激光清洗设备，其特征在于：所述的液压站托架与所述的左侧壁相铰接，所述的蓄电池托架与所述的右侧壁相铰接。

5.根据权利要求3所述的一种车载自动化激光清洗设备，其特征在于：所述的第一隔板和第二隔板之间固定设置有前配重块，所述的第三隔板和尾板之间设置有后配重块。

6.根据权利要求5所述的一种车载自动化激光清洗设备，其特征在于：所述的后配重块的下侧面上设置有用于容纳所述纵梁的凹槽，且所述的后轮安装板限制了后配重块的左右摆动，所述尾板的下端面位于所述后配重块的上端面的上方。

7.根据权利要求1所述的一种车载自动化激光清洗设备，其特征在于：所述的清洗头固定架为一U型板，其腹板与所述的机械臂固定连接，所述的激光清洗头设置于清洗头固定架内部，并分别与所述清洗头固定架的翼板固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种车载自动化激光清洗设备，其特征在于：所述的吸尘管固定架包括下夹板和上夹板，所述下夹板的左、右两端分别设置有第一连接板，所述第一连接板的上端与所述清洗头固定架的翼板相铰接，所述第一连接板的下端设置有导向锁紧螺钉，所述清洗头固定架的翼板上设置有与导向锁紧螺钉配合的弧形滑槽。

9.根据权利要求1所述的一种车载自动化激光清洗设备，其特征在于：所述的除尘装置设置于所述单向隔离变压器的上方，并通过固定支架与所述的AGV平台固定连接。

10.根据权利要求1所述的一种车载自动化激光清洗设备，其特征在于：所述的AGV平台的左右两端分别设置有用于容纳激光清洗机滚轮的截面呈U型的第二限位板，且所述第二限位板的前端设置有挡板，所述第二限位板的后端设置有限位柱。