CN112623145A - 一种智能移动胎架机构及其目标点位固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能移动胎架机构及其目标点位固定方法，包括定位装置和承载智能移动胎架移动的底盘小车，所述的定位装置为铺设于车间地面的铁，可更改位置；所述的底盘小车包括电控永磁装置，驱动转向装置和悬挂装置；所述的电控永磁装置设置在小车底盘上，永磁体工作时与定位装置相吸，将小车固定在目标位置的定位装置上；所述的驱动转向装置设置在小车底盘上，通过轮毂电机和舵机完成向目标位置的转向和移动；所述的悬挂装置设置在驱动转向装置上，移动时用于承载智能移动胎架，永磁体工作时，用于收起车轮使小车固定在定位装置上；本方发明可使胎架准确便利地移动到目标位置加以固定，且方便针对目标位置的改变要求做出反应。

Description

一种智能移动胎架机构及其目标点位固定方法

技术领域

本发明涉及一种目标点位固定方法，尤其涉及一种智能移动胎架结构设计方法。

背景技术

此前本发明单位申请的中国发明专利“面向智能胎架的万向移动系统”(专利号CN201910113541.8)，虽然改变了之前固定式胎架存在不能自由移动、胎架重复利用率低的缺点，实现了智能胎架的万向移动，但使用轨道存在移动距离过长，且当目标位置发生改变或工作条件不适应时，不能够及时的做出相应的对策，需要重新铺设轨道，工作时间长，人工成本高，效率低下。因此需要研究一种方便更换目标位置且定位精准的智能移动胎架布置方法，通过电控永磁装置与定位装置的配合，可以实现智能移动胎架的精准固定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能移动胎架结构设计方法，克服了目前船舶建造过程中胎架的布置效率低，人工劳动强度大，可调节性差等缺陷；在需要更改目标位置的情况下，也能够及时、方便且精准地将智能移动胎架移动到目标位置并加以固定，有效提高了船舶建造的效率。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种智能移动胎架机构，其包括定位装置和用于智能移动胎架的底盘小车，其特征在于：所述的定位装置为铺设于车间地面的磁性材质，且所述定位装置为可更改位置的设置；

所述的底盘小车包括电控永磁装置、驱动转向装置和悬挂装置；其中，

所述的驱动转向装置设置在小车底盘上，通过轮毂电机和舵机完成向目标位置的转向和移动，以便对所述底盘小车进行驱动与控制；

所述的电控永磁装置设置在底盘小车的底盘上，且所述电控永磁装置工作时能够与所述定位装置相吸，以便将所述底盘小车固定在目标位置处的定位装置上；

所述的悬挂装置设置在驱动转向装置上，移动时用于承载智能移动胎架，且在所述的电控永磁装置工作时，用于收起车轮以便将小车固定在定位装置上。

进一步，作为优选，所述的定位装置为固定于车间水平地面的铁，且所述定位装置构设为在目标位置发生改变时，所述定位装置可能够方便地重新布置。

进一步，作为优选，所述的电控永磁装置包括主永磁体、导磁体、线圈、可逆永磁体、环氧树脂和钢壳体，其中，所述主永磁体为间隔布置的多个，所述导磁体以直接接触的方式嵌入布置在相邻的两个导磁体之间，所述主永磁体固定设置在环氧树脂下方，导磁体的上方固定设置有所述可逆永磁体，且线圈围绕在可逆永磁体铝镍钴外围，主永磁体、可逆永磁体、环氧树脂的外围包裹设置有钢壳体，正常工作时，所述主永磁体对外表现磁吸力，当智能移动胎架移动时，线圈利用脉冲电流对可逆永磁体进行调节，改变其磁极方向，与主永磁体相互作用，完成退磁的磁路转换。

进一步，作为优选，所述主永磁体为钕铁硼永磁体，导磁体为低碳钢，可逆永磁体为铝镍钴永磁体，且所述钢壳体横截面为下端呈开口的U型结构。

进一步，作为优选，所述的驱动转向装置包括舵机和车轮，所述的舵机包括舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、直流电机和控制电路，其中，舵盘为舵机的输出件，直流电机与减速齿轮组接触传动连接，舵盘与位置反馈电位计相连，以便通过信号传输反馈给控制电路；所述的车轮由轮毂电机进行驱动。

进一步，作为优选，所述的悬挂装置包括挡盖、伸缩杆、弹簧和伸缩台，其中，伸缩杆可伸缩的设置在伸缩台上，弹簧套设在伸缩台外围，且所述挡盖设置在弹簧两端。

进一步，作为优选，所述驱动转向装置在底盘小车进行转向时，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机转动的方向和速度，从而达到目标停止。

进一步，作为优选，所述悬挂装置的弹性和电控永磁装置的磁性构设为满足：悬挂装置在智能移动胎架移动时只负载胎架的自重，当智能移动胎架到达指定位置时，电控永磁装置控制永磁体对外表现为磁吸力，与定位装置相吸，压迫车轮，悬挂装置中弹簧收缩，将车轮收入小车，小车底盘与定位装置相接触。

进一步，作为优选，所述底盘小车的底盘上设置有用于存放永磁体的突出壳，且突出壳的突出部分与定位装置的凹槽相契合；所述底盘小车的底盘采用圆盘式结构。

本发明还提供了一种利用智能移动胎架机构的目标点位固定方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)底盘开始工作时，通过轮毂电机驱动，将胎架从库里移出，根据目标位置的位置信息进行路径规划，通过舵机的工作进行胎架的转向；

(2)当胎架移动到目标位置后，电控永磁装置中线圈提供一次脉冲电流，完成对可逆永磁体铝镍钴的磁极转换，对外表现为磁吸力，控制磁吸力强度，与下方定位装置相吸，悬挂系统受力收缩，车轮收到小车底盘内部，小车底盘突出部分与定位装置凹槽完全契合，之后再提供一次电流强度较大的脉冲电流，增大磁吸力，加强胎架的固定；

(3)升降装置通过锥齿轮轴进行传动，轴上带有螺纹与丝杠进行传动，对丝杠进行高度调节，准备支撑船体。

本发明具备以下技术效果：

1、以定位装置为介质，将智能移动胎架固定在定位装置上，定位装置则固定于车间水平地面，当目标位置发生变化时，只需要更改定位装置位置即可，无需重新铺设轨道，大大提供了工作效率；

2、通过电控永磁装置实现永磁体对定位装置的吸附，吸力可以达到吨级别，满足需求，且永磁体磁性基本没有损耗，充退磁通过脉冲电流瞬间完成，能源损耗极小；

3、通过驱动转向装置可以实现智能移动胎架的自由移动，便于胎架避开障碍物尽快到达目标位置；

4、通过悬挂装置弹簧的收缩可以收起车轮，将小车底盘突出部分与定位装置凹槽相契合，精准固定智能移动胎架的位置；

5、本发明适用于大部分胎架，增强胎架的重复利用率，减少人工成本，通用性高，经济性好。

附图说明

图1是本方法整体的立体结构简图；

图2是电控永磁装置的二维结构图；

图3是驱动转向装置的舵机结构图；

图4是悬挂装置的结构图；

图5是使用本方法的胎架的整体示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：本发明的整体结构如图1所示，其包括定位装置和用于智能移动胎架的底盘小车，其特征在于：所述的定位装置为铺设于车间地面的磁性材质，且所述定位装置为可更改位置的设置；所述的底盘小车包括电控永磁装置2、驱动转向装置3和悬挂装置4；其中，

所述的驱动转向装置3设置在小车底盘上，通过轮毂电机和舵机完成向目标位置的转向和移动，以便对所述底盘小车进行驱动与控制；所述的电控永磁装置2设置在底盘小车的底盘上，且所述电控永磁装置2工作时能够与所述定位装置相吸，以便将所述底盘小车固定在目标位置处的定位装置上；

所述的悬挂装置4设置在驱动转向装置3上，移动时用于承载智能移动胎架，且在所述的电控永磁装置2工作时，用于收起车轮以便将小车固定在定位装置上。其包括定位装置和承载智能移动胎架移动的底盘小车，所述的定位装置为铺设于车间地面的铁，可更改位置；所述的底盘小车包括电控永磁装置，驱动转向装置和悬挂装置。

在本实施例中，所述的定位装置为固定于车间水平地面的铁，且所述定位装置构设为在目标位置发生改变时，所述定位装置可能够方便地重新布置。

电控永磁装置的结构图如图2所示，所述的电控永磁装置包括主永磁体钕铁硼、导磁体低碳钢、线圈、可逆永磁体铝镍钴、环氧树脂和钢壳体，主永磁体钕铁硼与导磁体低碳钢接触，可逆永磁体铝镍钴与环氧树脂接触，导磁体低碳钢设置在可逆永磁体铝镍钴下方，主永磁体钕铁硼设置在环氧树脂下方，线圈围绕在可逆永磁体铝镍钴外围，正常工作时，永磁体对外表现磁吸力，智能移动胎架移动时，线圈利用脉冲电流对可逆永磁体铝镍钴进行“调节”，改变其磁极方向，与主永磁体相互作用，完成退磁的磁路转换，此时对外表现磁力极小。钢壳体设置在可逆永磁体铝镍钴上方，包裹整个磁极单元。所述钢壳体10横截面为下端呈开口的U型结构。

本发明的永磁体具有极强磁吸力且基本无消耗，可以长时间与定位装置相吸，适用于船舶分段制造周期长的工作条件；小车需要移动时，对线圈7进行脉冲电流调节，铝镍钴可逆永磁体8的磁极转换，与钕铁硼主永磁体5相互作用，对外显示极小的吸力。需要注意的是，电控永磁装置(2)无论充磁状态还是消磁状态，都属于永磁磁路，线圈在其中起到主要作用是对磁路的转换。

驱动转向装置的舵机结构图如图3所示，所述的驱动转向装置包括舵机11和车轮12，所述的舵机11包括舵盘13、减速齿轮组14、位置反馈电位计15、直流电机16和控制电路17，其中，舵盘13为舵机11的输出件，直流电机16与减速齿轮组14接触传动连接，舵盘13与位置反馈电位计15相连，以便通过信号传输反馈给控制电路17，由控制电路根据所在位置决定电机转动的方向和速度，从而达到目标停止，其工作流程为：控制信号→控制电路板→电机转动→齿轮组减速→舵盘转动→位置反馈电位计→控制电路板反馈，保证小车承载智能移动胎架在工作场地自由地移动，精准的到达目标位置；所述的车轮12由轮毂电机18进行驱动，提供动力。

悬挂装置的结构图如图4所示，所述的悬挂装置4包括挡盖19、伸缩杆20、弹簧21和伸缩台22，其中，伸缩杆20可伸缩的设置在伸缩台22上，弹簧21套设在伸缩台22外围，且所述挡盖19设置在弹簧21两端。悬挂装置在智能移动胎架移动时只是负载胎架的自重，当智能移动胎架到达指定位置时，电控永磁装置控制永磁体对外表现为磁吸力，与定位装置相吸，压迫车轮，悬挂装置中弹簧收缩，将车轮收入小车，小车底盘与定位装置相接触，固定智能移动胎架。

在本实施例中，所述驱动转向装置3在底盘小车进行转向时，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机转动的方向和速度，从而达到目标停止。

所述悬挂装置的弹性和电控永磁装置2的磁性构设为满足：悬挂装置4在智能移动胎架移动时只负载胎架的自重，当智能移动胎架到达指定位置时，电控永磁装置2控制永磁体对外表现为磁吸力，与定位装置相吸，压迫车轮，悬挂装置4中弹簧21收缩，将车轮收入小车，小车底盘与定位装置相接触。

定位装置与地面的固定可以随时更换位置，再将智能移动胎架移动到目标位置进行固定，免于在地面铺设轨道或地下预留支柱的难题，且节约成本。

所述底盘小车的底盘上设置有用于存放永磁体的突出壳，且突出壳的突出部分与定位装置的凹槽相契合；所述底盘小车的底盘采用圆盘式结构。

本发明中定位装置与地面的固定，可以随时更换目标位置，将定位装置重新固定，再将智能移动胎架移动到目标位置进行固定，免于在地面铺设轨道或地下预留支柱的难题，且节约成本；小车底盘会有突出壳用于存放永磁体，突出部分与定位装置凹槽相契合，加强固定；小车底盘采用圆盘式结构，增大与定位装置的接触面积。

此外，本发明还提供了一种智能移动胎架机构的目标点位固定方法，如图5所示，底盘开始工作时，通过轮毂电机驱动，将胎架从库里移出，根据目标位置的位置信息进行路径规划，通过舵机的工作进行胎架的转向；当胎架移动到目标位置后，电控永磁装置中线圈提供一次脉冲电流，完成对可逆永磁体铝镍钴的磁极转换，对外表现为磁吸力，控制磁吸力强度，与下方定位装置相吸，悬挂系统受力收缩，车轮收到小车底盘内部，小车底盘突出部分与定位装置凹槽完全契合，之后再提供一次电流强度较大的脉冲电流，增大磁吸力，加强胎架的固定；升降装置可以通过锥齿轮轴进行传动，轴上带有螺纹与丝杠进行传动，对丝杠进行高度调节，准备支撑船体。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智能移动胎架机构，其包括定位装置和用于智能移动胎架的底盘小车，其特征在于：所述的定位装置为铺设于车间地面的磁性材质，所述定位装置为可移动的；

所述的底盘小车包括电控永磁装置(2)、驱动转向装置(3)和悬挂装置(4)；其中，

所述的驱动转向装置(3)设置在小车底盘上，通过轮毂电机和舵机完成向目标位置的转向和移动，以便对所述底盘小车进行驱动与控制；

所述的电控永磁装置(2)设置在底盘小车的底盘上，且所述电控永磁装置(2)工作时能够与所述定位装置相吸，以便将所述底盘小车固定在目标位置处的定位装置上；

所述的悬挂装置(4)设置在驱动转向装置(3)上，移动时用于承载智能移动胎架，且在所述的电控永磁装置(2)工作时，用于收起车轮以便将小车固定在定位装置上。

2.根据权利要求1所述的一种智能移动胎架机构，其特征在于：所述的定位装置为固定于车间水平地面的铁，且所述定位装置构设为在目标位置发生改变时，所述定位装置可能够方便地重新布置。

3.根据权利要求1所述的一种智能移动胎架机构，其特征在于：所述的电控永磁装置(2)包括主永磁体(5)、导磁体(6)、线圈(7)、可逆永磁体(8)、环氧树脂(9)和钢壳体(10)，其中，所述主永磁体(5)为间隔布置的多个，所述导磁体(6)以直接接触的方式嵌入布置在相邻的两个导磁体(6)之间，所述主永磁体(5)固定设置在环氧树脂(9)下方，导磁体(6)的上方固定设置有所述可逆永磁体(8)，且线圈(7)围绕在可逆永磁体(8)铝镍钴外围，主永磁体(5)、可逆永磁体(8)、环氧树脂(9)的外围包裹设置有钢壳体(10)，正常工作时，所述主永磁体(5)对外表现磁吸力，当智能移动胎架移动时，线圈(7)利用脉冲电流对可逆永磁体(8)进行调节，改变其磁极方向，与主永磁体相互作用，完成退磁的磁路转换。

4.根据权利要求3所述的一种智能移动胎架机构，其特征在于：所述主永磁体(5)为钕铁硼永磁体，导磁体(6)为低碳钢，可逆永磁体(8)为铝镍钴永磁体，且所述钢壳体(10)横截面为下端呈开口的U型结构。

5.根据权利要求1所述的一种智能移动胎架机构，其特征在于：所述的驱动转向装置(3)包括舵机(11)和车轮(12)，所述的舵机(11)包括舵盘(13)、减速齿轮组(14)、位置反馈电位计(15)、直流电机(16)和控制电路(17)，其中，舵盘(13)为舵机(11)的输出件，直流电机(16)与减速齿轮组(14)接触传动连接，舵盘(13)与位置反馈电位计(15)相连，以便通过信号传输反馈给控制电路(17)；所述的车轮(12)由轮毂电机(18)进行驱动。

6.根据权利要求1所述的一种智能移动胎架机构，其特征在于：所述的悬挂装置(4)包括挡盖(19)、伸缩杆(20)、弹簧(21)和伸缩台(22)，其中，伸缩杆(20)可伸缩的设置在伸缩台(22)上，弹簧(21)套设在伸缩台(22)外围，且所述挡盖(19)设置在弹簧(21)两端。

7.根据权利要求1所述的一种智能移动胎架机构，其特征在于：所述驱动转向装置(3)在底盘小车进行转向时，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机转动的方向和速度，从而达到目标停止。

8.根据权利要求6所述的一种智能移动胎架机构，其特征在于：所述悬挂装置的弹性和电控永磁装置(2)的磁性构设为满足：悬挂装置(4)在智能移动胎架移动时只负载胎架的自重，当智能移动胎架到达指定位置时，电控永磁装置(2)控制永磁体对外表现为磁吸力，与定位装置相吸，压迫车轮，悬挂装置(4)中弹簧(21)收缩，将车轮收入小车，小车底盘与定位装置相接触。

9.根据权利要求1所述的一种智能移动胎架机构，其特征在于：所述底盘小车的底盘上设置有用于存放永磁体的突出壳，且突出壳的突出部分与定位装置的凹槽相契合；所述底盘小车的底盘采用圆盘式结构。

10.一种利用权利要求1-9任意一项所述的一种智能移动胎架机构的目标点位固定方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)底盘开始工作时，通过轮毂电机驱动，将胎架从库里移出，根据目标位置的位置信息进行路径规划，通过舵机的工作进行胎架的转向；

(2)当胎架移动到目标位置后，电控永磁装置中线圈提供一次脉冲电流，完成对可逆永磁体铝镍钴的磁极转换，对外表现为磁吸力，控制磁吸力强度，与下方定位装置相吸，悬挂系统受力收缩，车轮收到小车底盘内部，小车底盘突出部分与定位装置凹槽完全契合，之后再提供一次电流强度较大的脉冲电流，增大磁吸力，加强胎架的固定；

(3)升降装置通过锥齿轮轴进行传动，轴上带有螺纹与丝杠进行传动，对丝杠进行高度调节，准备支撑船体。

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