CN114887804B - 船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，包括：壳体，包括第一圆盘、第二圆盘和连接轴；第一齿圈，通过轴承安装在第一圆盘的外圈；第二齿圈，通过轴承安装在第二圆盘的外圈；第一齿轮，与第一齿圈啮合，由第一电机驱动；第一电机固定在壳体上；第二齿轮，与第一齿圈啮合，由第二电机驱动；第二电机固定在壳体上；第一连接杆，其一端固定在第一齿圈上；第二连接杆，其一端固定在第二齿圈上；第一机械臂，安装在第一连接杆上；第一机械臂末端设有第一喷枪；第二机械臂，安装在第二连接杆上；第二机械臂末端设有第二喷枪。通过两机械臂的协同作业，喷涂过程中，可以通过电机带动内齿圈的转动来调节所需要的位置补偿，提高了喷涂效率。

Description

船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人

技术领域

本发明涉及船舶自动化涂装技术领域，具体涉及一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人。

背景技术

船舶制造行业，即造船业，是现代综合性产业，也是军民结合的战略性产业。作为关乎国民经济发展与国防安全的重要产业，船舶制造行业为海洋开发、航运交通、能源运输、国防建设等提供必要的技术装备，是我国制造业中不可或缺的重要组成成分。

国内的大多数船厂仍然采用传统的人工喷涂，对于这种喷涂方式，一方面存在着喷涂效率低、喷涂质量参差不齐的问题，另一方面喷涂的涂料中会含有有毒有害的物质，会严重影响喷涂工人的身体健康。目前对于船舱内部的自动化喷涂有单臂喷涂机器人，但在实际使用中，面对复杂船舱结构时，存在由于喷涂死角导致的喷涂效率不高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，以解决现有技术中船舱内部采用传统人工喷涂存在安全隐患，而单臂喷涂机器人由于喷涂死角存在喷涂效率不高的问题。

本发明实施例提供了一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，包括：

壳体，包括第一圆盘、第二圆盘和连接轴；

第一齿圈，通过轴承安装在第一圆盘的外圈；

第二齿圈，通过轴承安装在第二圆盘的外圈；

第一齿轮，与第一齿圈啮合，由第一电机驱动；第一电机固定在壳体上；

第二齿轮，与第一齿圈啮合，由第二电机驱动；第二电机固定在壳体上；

第一连接杆，其一端固定在第一齿圈上；

第二连接杆，其一端固定在第二齿圈上；

第一机械臂，安装在第一连接杆上；第一机械臂末端设有第一喷枪；

第二机械臂，安装在第二连接杆上；第二机械臂末端设有第二喷枪。

可选地，还包括：行走机构，其一端通过连接轴与壳体固定连接；行走机构的另一端将船舱的加强筋作为导轨实现行走。

可选地，连接轴为空心轴；行走机构通过穿过连接轴的支撑轴与喷涂机器人本体固定连接。

可选地，第一电机通过第一Z型连接件固定在第一圆盘外侧；第二电机通过第二Z型连接件固定在第二圆盘外侧。

可选地，第一连接杆的一端与第一齿圈的连接位置在第一圆盘的内侧；第一连接杆的另一端为滚珠结构，安装在第二圆盘或第二齿圈内侧的滑槽中；

第二连接杆的一端与第二齿圈的连接位置在第二圆盘的内侧；第二连接杆的另一端为滚珠结构，安装在第一圆盘或第一齿圈内侧的滑槽中；

其中，以连接轴轴线穿过第一圆盘或第二圆盘的坐标为圆心，第一连接杆与第二连接杆的运动轨迹为绕圆心的两个不同半径的同心圆。

可选地，还包括：

第一底座，与第一连接杆滑动连接；第一底座由第三电机驱动，第一底座沿第一连接杆滑动；第一机械臂安装在第一底座上；

第二底座，与第二连接杆滑动连接；第二底座由第四电机驱动，第二底座沿第二连接杆滑动；第二机械臂安装在第二底座上。

可选地，壳体还包括：

第三圆盘，设置在第一圆盘和第二圆盘之间；

第三齿圈和第内齿圈，分别通过轴承安装在第三圆盘的外圈；其中，第一连接杆和第二连接杆为分段式连接杆。

可选地，还包括：旋转接头，固定在壳体上。

可选地，行走机构通过倒置滚轮悬挂在工字型加强筋上。

可选地，还包括：滚轮，通过固定轴设置在行走机构和加强筋之间；在固定轴和行走机构本体之间设有对称的弹簧，使滚轮同加强筋接触。

本发明实施例的有益效果：

1、本发明实施例提供的船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人适合对带有筋板、T型结构等复杂内部结构的船舶分段内舱进行喷涂作业，采用双机械臂协同设计，通过两机械臂的协同来完成，喷涂过程中，可以通过电机带动内齿圈的转动来调节所需要的位置补偿，提高了喷涂效率。

2、夹持件的滑块设置，使行走机构的夹持器间距可以进行调节，适应不同间距筋板的作业需求，增强了系统的灵活性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明实施例中一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人的结构图；

图2示出了本发明实施例中一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人的俯视图；

图3示出了本发明实施例中一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人的安装示意图；

图4示出了本发明实施例中一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人的侧视图；

图5示出了本发明实施例中一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人的行走机构的结构图；

附图标记：1-壳体；101-第一圆盘；102-第二圆盘；103-连接轴；201-第一外齿圈；202-第二外齿圈；203-第一内齿圈；204-第二内齿圈；301-第一齿轮；302-第二齿轮；401-第一电机；402-第二电机；501-第一连接杆；502-第二连接杆；601-第一支架；602-第二支架；701-第一机械臂；702-第二机械臂；801-支撑轴；901-第一底座；902-第二底座；211-第一T型支架；212-第二T型支架；213-夹持件；214-倒置滚轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域技术人员在没有作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。

实施例1

本发明实施例提供了一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，如图1～5所示，包括喷涂机器人本体和行走机构，其中：喷涂机器人本体的壳体1包括第一圆盘101、第二圆盘102和连接轴103；第一外齿圈201和第二外齿圈202，通过轴承分别安装在第一圆盘101和第二圆盘102的外圈；第一内齿圈203和第二内齿圈204，通过轴承分别安装在第一圆盘101和第二圆盘102的内圈；第一齿轮301，与第一外齿圈201或第二外齿圈202啮合，由第一电机401驱动；第一电机401固定在壳体1上；第二齿轮302，与第一内齿圈203或第二内齿圈204啮合，由第二电机402驱动；第二电机402固定在壳体1上；第一连接杆501，其一端通过第一支架601固定在第一外齿圈201上；第一连接杆501的另一端通过第二支架602固定在第二外齿圈202上；第二连接杆502，其两端分别固定在第一内齿圈203和第二内齿圈204上；第一机械臂701，安装在第一连接杆501上；第一机械臂701末端设有第一喷枪；第二机械臂702，安装在第二连接杆502上；第二机械臂702末端设有第二喷枪。

行走机构2的一端通过连接轴103与壳体1固定连接；行走机构的另一端将船舱的加强筋作为导轨实现行走。

在本实施例中，通过支撑轴801与空心连接轴103中间的圆孔相互配合，支撑船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人的本体，在支撑轴801的两端，与行走机构2的第一T型支架211、第二T型支架212相配合，两个T型支架下端分别同支撑轴固定，第一T型支架、第二T型支架上分别设有一对夹持件213，夹持件213与的第一T型支架/第二T型支架滑动连接，以适应不同宽度的加强筋板。夹持件213上设有成对的倒置滚轮214，由电机驱动，在工字型加强筋31上行走。

作为可选的实施方式，第一电机401固定在第一圆盘101外侧与第一外圈201相接处；第二电机402固定在第二圆盘102外侧与第二外圈202相接处。

在本实施例中，两个电机相对壳体1固定，具体地，通过Z型连接件安装在壳体上。

本发明实施例提供的船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人的工作方式为：启动两机械臂末端的喷枪，两机械臂开始根据规划好的轨迹同时进行喷涂，通过调整机械臂的姿态来完成曲面的喷涂。而单机械臂结构需要调整角度再次喷涂，双臂结构则可以采用第二个机械臂进行补偿作业，效率更高。

具体地，内外齿圈转动角度不超过360度，通过来回滚动即可实现双臂协同喷涂。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，如图1所示，还包括：第一底座901，与第一连接杆501滑动连接；第一底座901由第三电机驱动，第一底座901沿第一连接杆501滑动；第一机械臂701安装在第一底座901上；第二底座902，与第二连接杆502滑动连接；第二底座902由第四电机驱动，第二底座902沿第二连接杆502滑动；第二机械臂安装在第二底座902上。

在本实施例中，船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人的工作方式为：行走机构固定在某一位置，通过两个底座在连接杆上滑动，喷枪在喷涂完当前位置后，启动行走机构沿着筋板移动一段距离，然后再继续而喷涂，依次重复，直到喷涂工作完成。

实施例3

本实施例与前述实施例的区别在于，第一连接杆的一端与第一齿圈的连接位置在第一圆盘的内侧；第一连接杆的另一端为滚珠结构，安装在第二圆盘或第二齿圈内侧的滑槽中；第二连接杆的一端与第二齿圈的连接位置在第二圆盘的内侧；第二连接杆的另一端为滚珠结构，安装在第一圆盘或第一齿圈内侧的滑槽中；其中，以连接轴轴线穿过第一圆盘或第二圆盘的坐标为圆心，第一连接杆与第二连接杆的运动轨迹为绕圆心的两个不同半径的同心圆。

在本实施例中，船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人的两个连接杆的旋转角度不受限制，但是两个连接杆不能交错转动。

实施例4

本实施例1与前述实施例的区别在于，还包括：旋转接头，固定在壳体1上。

通过设置旋转接头，解决了喷头连接的软管在转动过程中产生的缠绕问题。在具体实施例中，设置两个单向流通的旋转接头，分别与两个喷头的软管连接。

实施例5

本实施例1与前述实施例的区别在于，壳体1还包括：第三圆盘，设置在第一圆盘101和第二圆盘102之间；第三齿圈和第四齿圈，分别通过轴承安装在第三圆盘的外圈；其中，第一连接杆501和第二连接杆502为分段式连接杆。

在本实施例中，通过分段式设计，两个机械臂能够交错运行。

在具体实施例中，第一圆盘和第二圆盘外圈的两个齿圈分别与第三圆盘的两个齿圈相互配合。在具体实施方式中，只需三个连接杆，并且三个连接杆均固定在圆盘内侧，驱动电机设置在第一圆盘以及第二圆盘外侧，其中一个作为公共连接杆，实现机械臂在三个圆盘之间的行走。

实施例6

本实施例与前述实施例的区别在于，还包括：滚轮，通过固定轴设置在行走机构和加强筋之间；在固定轴和行走机构本体之间设有对称的弹簧，使滚轮同加强筋接触。

在本实施中，滚轮通过压缩的弹簧与工字型加强筋底部接触，进一步固定船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人的位置，使其在喷涂作业过程中以及行走过程中位置稳定。

实施例7

本实施例与前述实施例的区别在于，行走机构的滚轮通过磁吸附加强筋，从而实现在T型加强筋环境中的使用。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，其特征在于，包括：

壳体，包括第一圆盘、第二圆盘和连接轴；

第一齿圈，通过轴承安装在所述第一圆盘的外圈；

第二齿圈，通过轴承安装在所述第二圆盘的外圈；

第一齿轮，与所述第一齿圈啮合，由第一电机驱动；所述第一电机固定在所述壳体上；

第二齿轮，与所述第一齿圈啮合，由第二电机驱动；所述第二电机固定在所述壳体上；

第一连接杆，其一端固定在所述第一齿圈上；

第二连接杆，其一端固定在所述第二齿圈上；

第一机械臂，安装在所述第一连接杆上；所述第一机械臂末端设有第一喷枪；

第二机械臂，安装在所述第二连接杆上；所述第二机械臂末端设有第二喷枪；

其中，所述第一连接杆的一端与所述第一齿圈的连接位置在所述第一圆盘的内侧；所述第一连接杆的另一端为滚珠结构，安装在所述第二圆盘或所述第二齿圈内侧的滑槽中；所述第二连接杆的一端与所述第二齿圈的连接位置在所述第二圆盘的内侧；所述第二连接杆的另一端为滚珠结构，安装在所述第一圆盘或所述第一齿圈内侧的滑槽中；其中，以所述连接轴轴线穿过所述第一圆盘或所述第二圆盘的坐标为圆心，所述第一连接杆与第二连接杆的运动轨迹为绕所述圆心的两个不同半径的同心圆。

2.根据权利要求1所述的船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，其特征在于，还包括：行走机构，其一端通过所述连接轴与所述壳体固定连接；所述行走机构的另一端将船舱的加强筋作为导轨实现行走。

3.根据权利要求2所述的船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，其特征在于，所述连接轴为空心轴；所述行走机构通过穿过所述连接轴的支撑轴与所述喷涂机器人本体固定连接。

4.根据权利要求1所述的船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，其特征在于，所述第一电机通过第一Z型连接件固定在所述第一圆盘外侧；所述第二电机通过第二Z型连接件固定在所述第二圆盘外侧。

5.根据权利要求1所述的船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，其特征在于，还包括：

第一底座，与所述第一连接杆滑动连接；所述第一底座由第三电机驱动，所述第一底座沿所述第一连接杆滑动；所述第一机械臂安装在所述第一底座上；

第二底座，与所述第二连接杆滑动连接；所述第二底座由第四电机驱动，所述第二底座沿所述第二连接杆滑动；所述第二机械臂安装在所述第二底座上。

6.根据权利要求1所述的船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，其特征在于，所述壳体还包括：

第三圆盘，设置在所述第一圆盘和所述第二圆盘之间；

第三齿圈和第内齿圈，分别通过轴承安装在所述第三圆盘的外圈；其中，所述第一连接杆和所述第二连接杆为分段式连接杆。

7.根据权利要求1所述的船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，其特征在于，还包括：旋转接头，固定在所述壳体上。

8.根据权利要求2所述的船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，其特征在于，所述行走机构通过倒置滚轮悬挂在工字型加强筋上。

9.根据权利要求8所述的船舶分段内舱双臂协同喷涂机器人，其特征在于，还包括：滚轮，通过固定轴设置在所述行走机构和所述加强筋之间；在所述固定轴和所述行走机构本体之间设有对称的弹簧，使所述滚轮同所述加强筋接触。