CN203253561U - 电磁式船板喷涂车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电磁式船板喷涂车，该喷涂车无需工人手工操作，可以实现船体喷涂作业的自动化，喷涂机械臂(3)和磁吸腿(2)与喷涂车主体(1)连接，其特征是：喷涂车采用电磁的方式吸附于船体外板并采用隔道喷涂作业模式，喷涂车主体(1)通过磁吸腿(2)吸附于船体外板，喷涂机械臂(3)与喷涂车主体(1)连接并通过丝杆传动实现隔道喷涂作业模式。电磁式船板喷涂车最显著的特点就是可以快速重复进行相同的操作动作，因此喷涂质量比较稳定且速度较快；其次机器人的操作动作是程序控制的，对于同样的动作，控制程序是固定不变的，因此可以得到均匀的表面涂层。
Description
技术领域
电磁式船板喷涂车是一种用于船体外板自动喷涂的数字化装置，属于船舶先进制造技术领域。
背景技术
目前，中国的船舶喷涂作业，主要由高空作业平台搭载下的喷漆工人手工完成。工人通过手持喷枪对船体进行喷漆作业，这种作业方式存在诸多弊端。首先，油漆中的多种有害物质对工人身体造成极大危害；且工人在喷漆时穿着厚重的防护服，致使工人的作业环境更加恶劣。其次，由于喷漆时工人在较高的作业平台上工作，具有很大的危险性；且手工喷涂，喷涂材料浪费严重，导致涂装成本升高。进而，由于船舶涂装技术的机械化、自动化程度较低，致使喷涂标准偏高执行的问题比较严重，导致中国船舶建造和维修过程中涂装周期长、效率低。上述问题表明，目前中国船舶建造和维修急需一种自动喷涂设备。
发明内容
针对以上问题，本实用新型提供了一种电磁式船板喷涂车，该喷涂车无需工人手工操作，可以实现船体喷涂作业的自动化，喷涂机械臂(3)和磁吸腿(2)与喷涂车主体(1)连接，其特征是：喷涂车采用电磁的方式吸附于船体外板并采用隔道喷涂作业模式，喷涂车主体(1)通过磁吸腿(2)吸附于船体外板，喷涂机械臂(3)与喷涂车主体(1)连接并通过丝杆传动实现隔道喷涂作业模式。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种电磁式船板喷涂车取代传统喷涂工艺。喷涂车采用无转动双向行走机构，四只行走固定支架通过滑轨和滚珠丝杠螺母机构与喷涂车主体相连，并采用可活动电磁吸爪吸附于船体，保证喷涂车在船板上可靠、自由、高速的行走，以减少无效作业时间；喷涂车顶面配置隔道喷涂作业臂（亦可配置隔道喷涂作业机械手，辅助喷涂空间小、难喷涂的环境），配合喷涂车的作业方式（隔道喷涂），可实现喷涂作业无间断、无接触式喷涂油漆、无需补涂作业的高效喷涂作业方式；喷涂控制系统包括喷涂设备、船板喷涂图像收集处理反馈系统、及涂料物理特性检验设备，可实现喷涂无漏点、喷涂质量高、及反馈船板信息等优点。
本装置的主要技术指标如下：
整机自重(kg)：<100
一个工位的作业面积(m2)：>1.5×1.5
作业效率（m2h-1）：>40
作业范围：平行舯体
具有防爆性能
具有断电保护装置
本实用新型的有益效果是，符合绿色造船模式及节能环保大趋势，能够实现高效、低耗、安全、环保的现代船体涂装。电磁式船板喷涂车最显著的特点就是可以快速重复进行相同的操作动作，因此喷涂质量比较稳定且速度较快；其次机器人的操作动作是程序控制的，对于同样的动作，控制程序是固定不变的，因此可以得到均匀的表面涂层。若能以其取代传统落后的人工作业,将实现船舶涂装的技术革新、改进和自动化作业, 提高施工速度和施工质量，进一步缩短造船周期，引领绿色造船模式。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型俯视立体结构示意图。
图2是本实用新型仰视立体结构示意图。
图3是本实用新型磁吸腿结构示意图
图4是本实用新型喷涂机械臂结构示意图
图5是本实用新型主体喷涂机构结构示意图
图中1.喷涂车主体，2.磁吸腿，3.喷涂机械臂，4.工作指示灯，5.直线导轨，6.支撑滑道，7.工控线出入口 ，8.主体喷涂机构，9a.主体喷涂喷嘴，9b.喷涂机械臂喷嘴，10.无线摄像头，11.传动齿轮，12.电机盒，13.传动齿道，14.滑块，15.磁吸爪，16.直线导轨，17.电机，18.减速箱，19.顶杆，20.固定块，21.传动丝杆，22.机械臂，23.蜗杆传动电机，24.电机，25.减速箱，26.传动丝杆，27.喷涂滑块,28.传动齿轮。
具体实施方式
如图1所示，用于船体外板自动喷涂的电磁式船板喷涂车由集成各种传动系统以及线路的喷涂车主体1、磁吸腿2和喷涂机械臂3三大部分组成。
喷涂车主体1起到组合磁吸腿2和喷涂机械臂3以及主体喷涂机构8的作用，并提供与外界交换数据的工控线出入口7，其特征在于：工作指示灯4在喷涂车作业时指示其工作范围和工作状态，主体喷涂机构8通过电机24提供动力通过减速箱25与传动齿轮28相连带动传动丝杆26，喷涂滑块27与传动丝杆26为螺纹连接，当传动丝杆26旋转时可驱动喷涂滑块位移，同时喷涂滑块上27的主体喷涂喷嘴9a可对船体外板进行喷涂。喷涂车主体1底部中心的无线摄像头10搜集前进船体表面的图像信息，并判别是否要到达边缘。
磁吸腿2如图3所示提供吸附在船体外板上的吸力，它包括传动齿轮11、电机盒12、传动齿道13、滑块14、磁吸爪15和直线导轨16。传动齿轮11在传动齿道13上以齿轮啮合的方式滚动，使磁吸爪15进行水平位移，同时滑块14卡在直线导轨16保证整个系统在运动过程的稳定性。
喷涂机械臂3如图4所示实现对喷涂上排支脚吸附处的横向喷涂区域进行隔道喷涂，实现喷涂作业无间断、无接触式喷涂油漆、无需补涂作业的高效喷涂作业。它包括电机17、减速箱18、顶杆19、固定块20、传动丝杆21、机械臂22和蜗杆传动电机23。电机17和减速箱18提供动力带动固定块20运动，固定块20与蜗杆传动电机23固定在一起，使喷头9b沿喷涂车横向的运动，同时蜗杆传动电机23带动顶杆19实现喷头9b沿喷涂车纵向的运动。由此可以实现喷涂机械臂3两个自由度的运动。
装置的工作模式
为保证本电磁式船板喷涂车在船板上可靠、自由、高速的行走，以最大化的减少无效作业时间，喷涂车采用无转动双向行走机构，四只行走固定支架通过滑轨和齿轮齿条机构与喷涂车主体相连，并采用可伸缩电磁吸爪吸附于船体；喷涂车顶面配置隔道喷涂作业臂，配合喷涂车的隔道喷涂作业模式，可实现喷涂作业无间断、无接触式喷涂油漆、无需补涂作业的高效喷涂作业。
本电磁式船板喷涂车通过可伸缩电磁吸爪固定于船体表面，可伸缩电磁吸爪的吸附、断开配合伺服电机驱动的齿轮齿条行走机构，将喷涂车的运动分为车身运动和行走支架运动两种主要形式。
本电磁式船板喷涂车隔道喷涂作业模式主要分两向运动：横向运动和垂向运动。横向运动为船体喷涂的主运动方向，垂向运动为换道运动方向。通过横向运动和垂向运动的结合，为喷涂车提供最简便的无转向运动方式，并为船体喷涂提供快速高效的运动载体。
（1）横向运动为船体喷涂的主运动方向，其运动主要分7步：
1. 左右两支脚处电磁吸爪停止供电，磁力消失，通过提升机构将左右两支脚提升并与船板分离；
2. 上下两支脚的行走伺服电机启动，在伺服电机的驱动下，车身主体与左右支脚在齿轮齿条行走机构的带动下开始横向移动；
3. 左右两支脚处电磁吸爪开始供电，产生磁力，通过提升机构将左右两支脚落下并与船板吸附；
4. 上下两支脚处电磁吸爪停止供电，磁力消失，通过提升机构将左右两支脚提升并与船板分离；
5. 上下两支脚的行走伺服电机启动，在伺服电机的驱动下，上下两支脚在齿轮齿条行走机构的带动下开始横向移动；
6. 上下两支脚处电磁吸爪开始供电，产生磁力，通过提升机构将上下两支脚落下并与船板吸附；
7. 横向行走结束，开始喷涂。
（2）垂向运动为船体喷涂的换道运动方向，其运动主要分8步：
1. 左右两支脚处电磁吸爪停止供电，磁力消失，通过提升机构将左右两支脚提升并与船板分离；
2. 左右两支脚的行走伺服电机启动，在伺服电机的驱动下，左右两支脚在齿轮齿条行走机构的带动下开始垂向移动；
3. 左右两支脚处电磁吸爪开始供电，产生磁力，通过提升机构将左右两支脚落下并与船板吸附；
4. 上下两支脚处电磁吸爪停止供电，磁力消失，通过提升机构将上下两支脚提升并与船板分离；
5. 左右两支脚的行走伺服电机启动，在伺服电机的驱动下，车身主体与上下支脚在齿轮齿条行走机构的带动下开始垂向移动；
6. 上下两支脚的行走伺服电机启动，在伺服电机的驱动下，上下两支脚在齿轮齿条行走机构的带动下开始横向移动；
7. 上下两支脚处电磁吸爪开始供电，产生磁力，通过提升机构将左右两支脚落下并与船板吸附；
左支脚升起向下垂向运动，至车中处并落下，与船板吸附。
Claims (7)
1.一种电磁式船板喷涂车，该喷涂车无需工人手工操作，可以实现船体喷涂作业的自动化，喷涂机械臂(3)和磁吸腿(2)与喷涂车主体(1)连接，其特征是：喷涂车采用电磁的方式吸附于船体外板并采用隔道喷涂作业模式，喷涂车主体(1)通过磁吸腿(2)吸附于船体外板，喷涂机械臂(3)与喷涂车主体(1)连接并通过丝杆传动实现隔道喷涂作业模式。
2.根据权利要求1所述的电磁式船板喷涂车,其特征是：工作指示灯(4)在喷涂车作业时指示其工作范围和工作状态，主体喷涂机构(8)通过电机(24)提供动力通过减速箱(25)与传动齿轮(28)相连带动传动丝杆(26)，喷涂滑块(27)与传动丝杆(26)为螺纹连接，当传动丝杆(26)旋转时可驱动喷涂滑块位移，同时喷涂滑块上(27)的主体喷涂喷嘴(9a)可对船体外板进行喷涂,喷涂车主体（1）底部中心的无线摄像头（10）搜集前进船体表面的图像信息，并判别是否要到达边缘。
3.根据权利要求1所述的电磁式船板喷涂车,其特征是:磁吸腿(2)提供吸附在船体外板上的吸力，它包括传动齿轮(11)、电机盒(12)、传动齿道(13)、滑块(14)、磁吸爪(15)和直线导轨(16),传动齿轮(11)在传动齿道(13)上以齿轮啮合的方式滚动，使磁吸爪(15)进行水平位移，同时滑块(14)卡在直线导轨(16)保证整个系统在运动过程的稳定性。
4.根据权利要求1所述的电磁式船板喷涂车,其特征是:喷涂机械臂(3)包括电机(17)、减速箱(18)、顶杆(19)、固定块(20)、传动丝杆(21)、机械臂(22)和蜗杆传动电机(23),电机(17)和减速箱(18)提供动力带动固定块(20)运动，固定块(20)与蜗杆传动电机(23)固定在一起，使喷头(9b)沿喷涂车横向的运动，同时蜗杆传动电机(23)带动顶杆(19)实现喷头(9b)沿喷涂车纵向的运动。
5.根据权利要求1所述的电磁式船板喷涂车,其特征是:隔道喷涂作业模式主要分两向运动：横向运动和垂向运动,横向运动为船体喷涂的主运动方向，垂向运动为换道运动方向,通过横向运动和垂向运动的结合，为喷涂车提供最简便的无转向运动方式，并为船体喷涂提供快速高效的运动载体。
6.根据权利要求1所述的电磁式船板喷涂车,其特征是:横向运动运动主要分7步:1)左右两支脚处电磁吸爪停止供电，磁力消失，通过提升机构将左右两支脚提升并与船板分离；2)上下两支脚的行走伺服电机启动，在伺服电机的驱动下，车身主体与左右支脚在齿轮齿条行走机构的带动下开始横向移动；3)左右两支脚处电磁吸爪开始供电，产生磁力，通过提升机构将左右两支脚落下并与船板吸附；4)上下两支脚处电磁吸爪停止供电，磁力消失，通过提升机构将左右两支脚提升并与船板分离；5)上下两支脚的行走伺服电机启动，在伺服电机的驱动下，上下两支脚在齿轮齿条行走机构的带动下开始横向移动；6)上下两支脚处电磁吸爪开始供电，产生磁力，通过提升机构将上下两支脚落下并与船板吸附；7)横向行走结束，开始喷涂。
7.根据权利要求1所述的电磁式船板喷涂车,其特征是:垂向运动运动主要分8步:1)左右两支脚处电磁吸爪停止供电，磁力消失，通过提升机构将左右两支脚提升并与船板分离；2)左右两支脚的行走伺服电机启动，在伺服电机的驱动下，左右两支脚在齿轮齿条行走机构的带动下开始垂向移动；3)左右两支脚处电磁吸爪开始供电，产生磁力，通过提升机构将左右两支脚落下并与船板吸附；4)上下两支脚处电磁吸爪停止供电，磁力消失，通过提升机构将上下两支脚提升并与船板分离；5)左右两支脚的行走伺服电机启动，在伺服电机的驱动下，车身主体与上下支脚在齿轮齿条行走机构的带动下开始垂向移动；6)上下两支脚的行走伺服电机启动，在伺服电机的驱动下，上下两支脚在齿轮齿条行走机构的带动下开始横向移动；7)上下两支脚处电磁吸爪开始供电，产生磁力，通过提升机构将左右两支脚落下并与船板吸附；8)左支脚升起向下垂向运动，至车中处并落下，与船板吸附。
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