CN114290211A - 一种圆柱型材高空除锈装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆柱型材高空除锈装置，包括由下到上设置的下方平台、环形齿轮和上方平台，上方平台扣置在环形齿轮上侧并包住环形齿轮外圈，上方平台的顶部内壁底端对称设置与环形齿轮轮齿相啮合的主动齿轮，上方平台的顶部内壁底端均布设置有固定轴，固定轴底端转动连接有与环形齿轮无轮齿的一圈转动配合的横向滚轮，上方平台的内壁均布设置有能够在环形齿轮顶面滚动的竖向滚轮，环形齿轮与下方平台之间连接有第一伸缩装置；所述上方平台的顶端设置有与主动齿轮相对应的第一电机和减速器，第一电机和减速器通过联轴器与主动齿轮的转动轴同轴连接。本发明旨在提供一种能够对圆柱型材安全高效的进行高空除锈工作的装置。
Description
技术领域
本发明涉及高空除锈设备技术领域，尤其涉及一种圆柱型材高空除锈装置。
背景技术
高铁车站内大直径圆形支撑钢柱以及在建设铁路过程中使用的大直径圆形支撑钢柱均会产生锈蚀问题，这些锈蚀会严重影响支撑钢柱的力学性能，如果不及时清除会存在严重的安全隐患。由于这类支撑钢柱高度较高，目前没有较好的除锈方法，一般均为人工高空除锈，工作效率低、工作成本高、对人体危害大并且存在着安全隐患。因此，现亟需一种能够对圆柱型材安全高效的进行高空除锈工作的装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供一种能够对圆柱型材安全高效的进行高空除锈工作的装置。
为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案予以实现的：
一种圆柱型材高空除锈装置，包括由下到上设置的下方平台、环形齿轮和上方平台，上方平台扣置在环形齿轮上侧并包住环形齿轮外圈，上方平台的顶部内壁底端对称设置与环形齿轮轮齿相啮合的主动齿轮，上方平台的顶部内壁底端均布设置有固定轴，固定轴底端转动连接有与环形齿轮无轮齿的一圈转动配合的横向滚轮，上方平台的内壁均布设置有能够在环形齿轮顶面滚动的竖向滚轮，环形齿轮与下方平台之间连接有第一伸缩装置；所述下方平台、环形齿轮和上方平台均由可拆卸连接的等分构件组成，下方平台的顶端与环形齿轮的底端均匀的对称固定设置有第二伸缩装置，第二伸缩装置的伸缩端指向平台轴线且伸缩端固定设置有防滑垫；所述上方平台的顶端设置有与主动齿轮相对应的第一电机和减速器，第一电机和减速器通过联轴器与主动齿轮的转动轴同轴连接，上方平台的顶端均布设置有第二电机，第二电机的输出端设置有朝向平台轴线并凸出上方平台内圈的刷子，上方平台的顶端对称设置有喷漆装置。
进一步的，所述第二电机上设置有电机支架，电机支架的底侧设置有固定在上方平台顶端的直线导轨，直线导轨沿朝向上方平台圆心的径向布置并滑动设置有导轨滑块，导轨滑块固定设置在电机支架的底端，上方平台在外圈对应电机支架固定设置有弹簧支座和上电磁铁，弹簧支座与电机支架之间设置有第一弹簧，电机支架上固定设置有与上电磁铁相对应的第一铁块。
进一步的，所述下方平台的底侧均匀开设有卡槽，卡槽内均设置有滑块，滑块的底端转动连接有朝向下方平台轴线倾斜的制动胶垫，下方平台的底端在滑块朝向平台外圈的一侧固定设置有挡板，挡板与滑块之间设置有第二弹簧，挡板的底端固定设置有下电磁铁，滑块与下电磁铁相对的一侧固定设置有第二铁块。
进一步的，所述卡槽和所述滑块的截面均为燕尾形或T形。
进一步的，所述下方平台的底端均布设置有万向轮。
进一步的，所述下方平台和所述环形齿轮均布设置有轴向对称的牛眼轮。
进一步的，所述上方平台对应各主动齿轮的转动轴固定设置有轴承支架，轴承支架内设置有与主动齿轮的转动轴相连接的圆锥滚子轴承。
进一步的，所述上方平台的顶端均布设置有摄像设备，摄像设备上具有对准上方平台圆心的摄像头。
进一步的，所述环形齿轮的底端设置有用于连接第二伸缩装置的外沿。
进一步的，所述第一伸缩装置由电动推杆构成，所述第二伸缩装置由气缸构成。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明能够通过第一伸缩装置和第二伸缩装置的配合进行向上爬升和向下移动，从而高效的进行高空除锈作业，能够适应不同直径大小的圆柱型材，适应性强安全程度高，极大减少了工人劳动强度。而且便于快速拆装，减少非工作时间，完成向上爬升除锈后能够通过向下移动的回程过程进行喷漆，功能性强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中环形齿轮和上方平台的剖视图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明中环形齿轮与主动齿轮的连接结构示意图；
图5为本发明中主动齿轮与第一电机的连接结构示意图；
图6为本发明中第二电机的结构示意图；
图7为本发明中第二伸缩装置的结构示意图；
图8为本发明中滑块和制动胶垫的结构示意图。
附图标记：
1-下方平台，2-环形齿轮，3-上方平台，4-主动齿轮，5-固定轴，6-横向滚轮，7-竖向滚轮，8-第一伸缩装置，9-第二伸缩装置，10-防滑垫，11-第一电机，12-减速器，13-第二电机，14-刷子，15-喷漆装置，16-电机支架，17-直线导轨，18-导轨滑块，19-弹簧支座，20-上电磁铁，21-第一弹簧，22-第一铁块，23-滑块，24-制动胶垫，25-挡板，26-第二弹簧，27-下电磁铁，28-第二铁块，29-卡槽，30-万向轮，31-牛眼轮，32-轴承支架，33-圆锥滚子轴承，34-联轴器，35-防松螺母，36-摄像设备，37-摄像头，38-固定底座，39-止推座。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图8所示，一种圆柱型材高空除锈装置，包括由下到上设置的下方平台1、环形齿轮2和上方平台3，上方平台3扣置在环形齿轮2上侧并包住环形齿轮2外圈，上方平台3的顶部内壁底端对称设置与环形齿轮2轮齿相啮合的主动齿轮4，上方平台3的顶部内壁底端均布设置有固定轴5，固定轴5底端转动连接有与环形齿轮2无轮齿的一圈转动配合的横向滚轮6，上方平台3的内壁均布设置有能够在环形齿轮2顶面滚动的竖向滚轮7，环形齿轮2与下方平台1之间连接有第一伸缩装置8；所述下方平台1、环形齿轮2和上方平台3均由可拆卸连接的等分构件组成，下方平台1的顶端与环形齿轮2的底端均匀的对称固定设置有第二伸缩装置9，第二伸缩装置9的伸缩端指向平台轴线且伸缩端固定设置有防滑垫10；所述上方平台3的顶端设置有与主动齿轮4相对应的第一电机11和减速器12，第一电机11和减速器12通过联轴器与主动齿轮4的转动轴同轴连接，上方平台3的顶端均布设置有第二电机13，第二电机13的输出端设置有朝向平台轴线并凸出上方平台3内圈的刷子14，上方平台3的顶端对称设置有喷漆装置15；所述第一伸缩装置8由电动推杆构成，所述第二伸缩装置9由气缸构成。
其中，所述下方平台1和所述环形齿轮2均布设置有轴向对称的牛眼轮31。能够在径向锁紧不同步时进行限位，极大限度的保证装置整体的轴线与圆柱型材轴线相重合。
如图5所示，所述上方平台3对应各主动齿轮4的转动轴固定设置有轴承支架32，轴承支架32内设置有与主动齿轮4的转动轴相连接的圆锥滚子轴承33，使各主动齿轮4与对应的第一电机11同步转动。主动齿轮4通过键连接的方式与转动轴相连接，并通过底部的防松螺母35防止主动齿轮4脱落。
其中，所述上方平台3的顶端均布设置有摄像设备36，摄像设备36上具有对准上方平台3圆心的摄像头37。摄像设备36可用于连接采集分析模块以及处理器，在除锈过程中利用摄像头37识别锈迹是否清除干净，若未清除干净，则第一伸缩装置8的爬升运动会暂时停止，使得装置能对此区域进行二次除锈，摄像头37识别锈迹清除干净以后继续执行爬升运动，从而完成整根圆柱型材锈迹清除。
其中，所述环形齿轮2的底端设置有用于连接第二伸缩装置9的外沿，用于增大环形齿轮2的底端面积为第二伸缩装置9的安装提供位置。
如图6所示，所述第二电机13上设置有电机支架16，电机支架16的底侧设置有固定在上方平台3顶端的直线导轨17，直线导轨17沿朝向上方平台3圆心的径向布置并滑动设置有导轨滑块18，导轨滑块18固定设置在电机支架16的底端，上方平台3在外圈对应电机支架16固定设置有弹簧支座19和上电磁铁20，弹簧支座19与电机支架16之间设置有第一弹簧21，电机支架16上固定设置有与上电磁铁20相对应的第一铁块22。上电磁铁20通电后产生吸力而吸引第一铁块22朝向上电磁铁20移动，起到控制电机支架16朝向圆柱型材移动或反向移动的效果，从而改变第二电机13上的刷子14与圆柱型材的接触压力。当圆柱型材表面存在锈迹时，上电磁铁20不通电通过第一弹簧21的弹力将电机支架16朝向圆柱型材推进，使刷子14与圆柱型材表面紧密接触，随着圆柱型材表面的锈迹逐渐减少，可通电逐渐提高上电磁铁20的吸力而降低刷子14与圆柱型材表面的接触力度。电机支架16通过底部的导轨滑块18与直线导轨17的滑动配合来维持直线移动，并处于指向上方平台3圆心的直线上。
本发明中的第一伸缩装置8、第二伸缩装置9、第一电机11、第二电机13、喷漆装置15、上电磁铁20、下电磁铁27和摄像设备36可通过外部电源或在装置上安装电池进行供电，具体供电方式为现有技术不再示出，本发明的工作方式为：
由于下方平台1、环形齿轮2和上方平台3均由可拆卸连接的等分构件组成，无法直接打开安装在圆柱型材外部，本实施例中下方平台1、环形齿轮2和上方平台3均为两个半环形构件可拆卸连接的分体式结构，下方平台1中两个半环形构件的其中一个连接处为相互铰接。使用前先将上方平台3、环形齿轮2和下方平台1的连接缝隙均处于同一平面上，然后人工打开上方平台3和环形齿轮2连接处的螺栓。打开后控制其中一侧第一伸缩装置8上升，另一侧第一伸缩装置8下降，使得上方平台3和环形齿轮2的左右两侧相互错开，然后拆下方平台1其中一个铰接端的连接件，使下方平台1通过另一个铰接端为轴线将装置进行打开，并推入圆柱型材，然后执行相反动作实现闭合，使装置整体围在圆柱型材外部。
工作时首先控制下方平台1上的第二伸缩装置9推进而抱紧圆柱型材，环形齿轮2底端的第二伸缩装置9松开，本实施例中下方平台1和环形齿轮2的第二伸缩装置9均设置有四个。在第二伸缩装置9抱紧时若出现不同步现象，牛眼轮31能够进行限位，极大限度保证设备轴线与圆柱型材轴线重合。之后所有第一电机11同步进行正反转交替运动，实现上方平台3与环形齿轮2之间的相对转动。上方平台3通过主动齿轮4与环形齿轮2的轮齿相互啮合而相对转动，当环形齿轮2的轮齿位于外圈时，主动齿轮4可对应设置在外圈，当环形齿轮2的轮齿位于内圈时，主动齿轮4可对应设置在内圈，本实施例中环形齿轮2的轮齿位于外圈。上方平台3与环形齿轮2相对转动时，竖向滚轮7沿着环形齿轮2的顶端同步转动，起支撑上方平台3旋转的作用，横向滚轮6沿着环形齿轮2的内圈同步转动，用于防止上方平台3转动时与环形齿轮2之间的位置发生偏移。
上方平台3转动后刷子14起到除锈作用，第一伸缩装置8启动使输出杆向上伸出，推动环形齿轮2沿着圆柱型材轴线直线上升，当第一伸缩装置8到达伸长极限位置时，第一伸缩装置8停止动作，环形齿轮2上的第二伸缩装置9推进而抱紧圆柱型材。下方平台1的第二伸缩装置9松开，此时第一伸缩装置8的电机反转，使得下方平台1沿装置轴线向上提起。当第一伸缩装置8到达收缩极限位置时，第一伸缩装置8停止动作，下方平台1的第二伸缩装置9推进抱紧圆柱型材，上方平台3的第二伸缩装置9松开，如此循环往复实现爬升运动。同时根据运动合成原理，装置可以在圆柱型材表面实现左右旋交替的螺旋线运动，并且在上升除锈过程中，电机支架16后方的上电磁铁20不通电，利用第一弹簧21的弹力使得刷子14始终密贴在圆柱型材表面，使得装置爬升过程中实现整个圆柱面除锈。在除锈过程中利用摄像头37识别锈迹是否清除干净，若未清除干净，则第一伸缩装置8的爬升运动会暂时停止，使得装置能对此区域进行二次除锈，摄像头37识别锈迹清除干净以后继续执行爬升运动，从而完成整根圆柱型材锈迹清除。第二伸缩装置9的底端通过固定底座38与下方平台1和环形齿轮2相固定，固定底座38的后端还设置有止推座39，为第二伸缩装置9推进包住圆柱型材时提供反向的作用力。
在下降过程中，上方平台3仍然进行正反转运动，并且在下降过程中是环形齿轮2的第二伸缩装置9先推进抱紧圆柱型材，下方平台1的第二伸缩装置9松开，然后第一伸缩装置8的电机正转使得下方平台1下降。当第一伸缩装置8到达伸长极限位置时，第一伸缩装置8停止动作，此时下方平台1的第二伸缩装置9推进抱紧圆柱型材，环形齿轮2的第二伸缩装置9松开，第一伸缩装置8反转使得环形齿轮2下降，当第一伸缩装置8到达收缩极限位置时，第一伸缩装置8停止动作，环形齿轮2的第二伸缩装置9推进抱紧圆柱型材，下方平台1的第二伸缩装置9松开，如此循环往复，实现下降运动。并且在下降过程中电机支架16后方的上电磁铁20通电，使得刷子14远离圆柱型材移动，此时装置不起作用，对称布置的喷漆装置15开始工作，从而在下降过程中完成对整个圆柱型材的喷漆工作。
当一根圆柱型材的除锈、喷漆工作结束装置安全落地后，安装将装置围在圆柱型材的方式打开下方平台1、环形齿轮2和上方平台3，并将装置推出圆柱型材，然后执行相反动作实现装置闭合连接，便于运输。
如图8所示，所述下方平台1的底侧均匀开设有卡槽29，卡槽29内均设置有滑块23，滑块23的底端转动连接有朝向下方平台1轴线倾斜的制动胶垫24，下方平台1的底端在滑块23朝向平台外圈的一侧固定设置有挡板25，挡板25与滑块23之间设置有第二弹簧26，挡板25的底端固定设置有下电磁铁27，滑块23与下电磁铁27相对的一侧固定设置有第二铁块28。下电磁铁27通电后产生吸力而吸引第二铁块28朝向下电磁铁27移动，起到控制滑块23朝向圆柱型材移动或反向移动的效果，从而使制动胶垫24接触或远离圆柱型材。当装置爬升时装置出现断电情况，下电磁铁27失去磁性和无法吸引第二铁块28压缩第二弹簧26，使制动胶垫24朝向圆柱型材移动。由于制动胶垫24朝向下方平台1轴线倾斜，在第二伸缩装置9上的防滑垫10失去作用使装置下落时，制动胶垫24与圆柱型材接触并向下移动而受到方向向上的摩擦力，使制动胶垫24的发生转动而倾斜向上并通过第二弹簧26的弹力与圆柱型材的表面相抵住，从而起到紧急制动的效果，防止装置整体摔落而损坏。当制动胶垫24的长度足够长时，下落过程中制动胶垫24会塞到下方平台1内圈与圆柱型材之间，越来越紧，摩擦力越来越大，直至装置停止降落。所述卡槽29和所述滑块23的截面均为燕尾形或T形，能够防止滑块23从卡槽29底部脱落，卡槽29和滑块23的截面也可设置为其他能够保证滑动配合以及防止滑块23脱落的形状。
其中，所述下方平台1的底端均布设置有万向轮30，便于装置整体的运输和移动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种圆柱型材高空除锈装置，其特征在于：包括由下到上设置的下方平台(1)、环形齿轮(2)和上方平台(3)，上方平台(3)扣置在环形齿轮(2)上侧并包住环形齿轮(2)外圈，上方平台(3)的顶部内壁底端对称设置与环形齿轮(2)轮齿相啮合的主动齿轮(4)，上方平台(3)的顶部内壁底端均布设置有固定轴(5)，固定轴(5)底端转动连接有与环形齿轮(2)无轮齿的一圈转动配合的横向滚轮(6)，上方平台(3)的内壁均布设置有能够在环形齿轮(2)顶面滚动的竖向滚轮(7)，环形齿轮(2)与下方平台(1)之间连接有第一伸缩装置(8)；所述下方平台(1)、环形齿轮(2)和上方平台(3)均由可拆卸连接的等分构件组成，下方平台(1)的顶端与环形齿轮(2)的底端均匀的对称固定设置有第二伸缩装置(9)，第二伸缩装置(9)的伸缩端指向平台轴线且伸缩端固定设置有防滑垫(10)；所述上方平台(3)的顶端设置有与主动齿轮(4)相对应的第一电机(11)和减速器(12)，第一电机(11)和减速器(12)通过联轴器与主动齿轮(4)的转动轴同轴连接，上方平台(3)的顶端均布设置有第二电机(13)，第二电机(13)的输出端设置有朝向平台轴线并凸出上方平台(3)内圈的刷子(14)，上方平台(3)的顶端对称设置有喷漆装置(15)。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱型材高空除锈装置，其特征在于：所述第二电机(13)上设置有电机支架(16)，电机支架(16)的底侧设置有固定在上方平台(3)顶端的直线导轨(17)，直线导轨(17)沿朝向上方平台(3)圆心的径向布置并滑动设置有导轨滑块(18)，导轨滑块(18)固定设置在电机支架(16)的底端，上方平台(3)在外圈对应电机支架(16)固定设置有弹簧支座(19)和上电磁铁(20)，弹簧支座(19)与电机支架(16)之间设置有第一弹簧(21)，电机支架(16)上固定设置有与上电磁铁(20)相对应的第一铁块(22)。
3.根据权利要求1所述的一种圆柱型材高空除锈装置，其特征在于：所述下方平台(1)的底侧均匀开设有卡槽(29)，卡槽(29)内均设置有滑块(23)，滑块(23)的底端转动连接有朝向下方平台(1)轴线倾斜的制动胶垫(24)，下方平台(1)的底端在滑块(23)朝向平台外圈的一侧固定设置有挡板(25)，挡板(25)与滑块(23)之间设置有第二弹簧(26)，挡板(25)的底端固定设置有下电磁铁(27)，滑块(23)与下电磁铁(27)相对的一侧固定设置有第二铁块(28)。
4.根据权利要求3所述的一种圆柱型材高空除锈装置，其特征在于：所述卡槽(29)和所述滑块(23)的截面均为燕尾形或T形。
5.根据权利要求3所述的一种圆柱型材高空除锈装置，其特征在于：所述下方平台(1)的底端均布设置有万向轮(30)。
6.根据权利要求1所述的一种圆柱型材高空除锈装置，其特征在于：所述下方平台(1)和所述环形齿轮(2)均布设置有轴向对称的牛眼轮(31)。
7.根据权利要求1所述的一种圆柱型材高空除锈装置，其特征在于：所述上方平台(3)对应各主动齿轮(4)的转动轴固定设置有轴承支架(32)，轴承支架(32)内设置有与主动齿轮(4)的转动轴相连接的圆锥滚子轴承(33)。
8.根据权利要求1所述的一种圆柱型材高空除锈装置，其特征在于：所述上方平台(3)的顶端均布设置有摄像设备(36)，摄像设备(36)上具有对准上方平台(3)圆心的摄像头(37)。
9.根据权利要求1所述的一种圆柱型材高空除锈装置，其特征在于：所述环形齿轮(2)的底端设置有用于连接第二伸缩装置(9)的外沿。
10.根据权利要求1所述的一种圆柱型材高空除锈装置，其特征在于：所述第一伸缩装置(8)由电动推杆构成，所述第二伸缩装置(9)由气缸构成。
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