船體表面自動(dòng)噴涂設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及噴涂設(shè)備，具體公開一種船體表面自動(dòng)噴涂設(shè)備，所述船體表面上具有設(shè)于干船塢上的滑軌、具有立柱的龍門吊，所述立柱可沿所述滑軌的滑軌軸線滑動(dòng)，所述自動(dòng)噴涂設(shè)備包括：安裝在所述立柱上的滑桿，所述滑桿可沿立柱軸線滑動(dòng)，并且滑桿軸線、所述滑軌軸線、所述立柱軸線相互正交；安裝在所述滑桿上的正交滑塊組，所述正交滑塊組可沿所述滑桿的所述滑桿軸線滑動(dòng)；以及固定安裝在所述正交滑塊組末端的至少一個(gè)自動(dòng)噴涂裝置。根據(jù)本發(fā)明用于船體表面的自動(dòng)噴涂設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，控制容易。有效利用干船塢上的現(xiàn)有的龍門吊結(jié)構(gòu)，并組合使用正交滑塊組，提高了船體表面噴涂效率、噴涂質(zhì)量和作業(yè)安全性。尤其適用于大型船體外表面的自動(dòng)化噴涂。
【專利說明】船體表面自動(dòng)噴涂設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及噴涂設(shè)備，具體涉及一種應(yīng)用于船體外表面的自動(dòng)噴涂設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]船體由于每天都要浸在海水中，而海水對(duì)船體鋼板具有一定的腐蝕性，隨著船舶使用年限的增加，船體鋼板上或多或少會(huì)產(chǎn)生部分腐蝕。為了延長船舶的使用壽命，必須定期對(duì)船舶進(jìn)行清理。在造船和對(duì)船舶進(jìn)行清理的過程中，噴漆是必不可少的，并且船舶噴涂是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工藝，通常要噴三到五層不同的漆料。
[0003]目前國內(nèi)船體外表面噴漆工作通常是由工人拿著噴槍來進(jìn)行噴涂的，這樣不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且工人長期處在漆料的有毒空間中，對(duì)身體的傷害非常大；另外油漆中還含有很多易燃物質(zhì)，容易發(fā)生爆炸事故；對(duì)于大型船舶來說，有些地方的噴漆操作屬于高空作業(yè)，危險(xiǎn)性比較大，人工操作需要安裝較大的防護(hù)措施，加大了工程的難度；而且噴漆容易受人為干擾，影響噴涂表面的質(zhì)量。
[0004]國內(nèi)外對(duì)應(yīng)用于船體噴涂的機(jī)器人均有研究。國內(nèi)目前應(yīng)用于船體外表面的噴涂機(jī)器人主要是爬壁形式的機(jī)器人，但爬壁機(jī)器人的工作范圍小，安全性能低，工作效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在解決以上技術(shù)問題，提供一種可以提高工作效率、改善安全性能的船體表面自動(dòng)噴涂裝置。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為一種用于船體表面的自動(dòng)噴涂設(shè)備，所述船體表面上具有設(shè)于干船塢上的滑軌、具有立柱的龍門吊，所述立柱可沿所述滑軌的滑軌軸線滑動(dòng)，所述自動(dòng)噴涂設(shè)備包括:安裝在所述立柱上的滑桿，所述滑桿可沿立柱軸線滑動(dòng)，并且滑桿軸線、所述滑軌軸線、所述立柱軸線相互正交；安裝在所述滑桿上的至少一組正交滑塊組，所述正交滑塊組可沿所述滑桿的所述滑桿軸線滑動(dòng)；以及固定安裝在所述正交滑塊組末端的至少一個(gè)自動(dòng)噴涂裝置。
[0007]一些實(shí)施例中，在所述滑桿上安裝有兩組正交滑塊組。
[0008]一些實(shí)施例中，還包括用于測量所述自動(dòng)噴涂裝置與船體表面距離的測距設(shè)備。
[0009]一些實(shí)施例中，每組所述正交滑塊組包括2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)，或更多個(gè)正交設(shè)置的滑塊。
[0010]一些實(shí)施例中，每組所述正交滑塊組包括:安裝在所述滑桿上，可沿所述滑桿的所述滑桿軸線滑動(dòng)的所述第一滑塊；安裝在所述第一滑塊末端，可沿所述第一滑塊的第一滑塊軸線和第二滑塊軸線兩者滑動(dòng)的第二滑塊；安裝在所述第二滑塊下部末端的第三滑塊，其可沿第三滑塊軸線滑動(dòng)；以及安裝在所述第三滑塊末端的第四滑塊，其可沿第四滑塊軸線滑動(dòng)，其中第一滑塊軸線、第四滑塊軸線平行于滑軌軸線，第三滑塊軸線和第二滑塊軸線分別平行于滑桿軸線和立柱軸線。
[0011]一些實(shí)施例中，所述第四滑塊上固定安裝有噴涂平臺(tái)，并且所述自動(dòng)噴涂裝置安裝在所述噴涂平臺(tái)上。
[0012]一些實(shí)施例中，所述噴涂平臺(tái)上安裝有沿所述第四滑塊軸線分布的至少兩個(gè)所述自動(dòng)噴涂裝置，例如噴涂機(jī)器人。
[0013]一些實(shí)施例中，所述噴涂平臺(tái)上安裝有三個(gè)所述自動(dòng)噴涂裝置。
[0014]一些實(shí)施例中，每個(gè)所述自動(dòng)噴涂裝置包括:固定安裝在所述噴涂平臺(tái)上的基座；安裝在所述基座上的腰座，所述腰座可繞所述基座的基座軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；安裝在所述腰座上的噴涂臂，所述噴涂臂可繞噴涂臂軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；以及安裝在所述噴涂臂末端的噴頭，其中所述基座軸線與所述噴涂臂軸線正交。
[0015]一些實(shí)施例中，所述噴涂臂上還設(shè)有供給孔或管夾，分別用于放置或夾持油漆供給管路。
[0016]根據(jù)本發(fā)明用于船體表面的自動(dòng)噴涂設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，控制容易。有效利用干船塢上的現(xiàn)有的龍門吊結(jié)構(gòu)，并組合使用正交滑塊組，提高了船體表面噴涂效率、噴涂質(zhì)量和作業(yè)安全性。尤其適用于大型船體外表面的自動(dòng)化噴涂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的船體自動(dòng)噴涂裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為圖1的自動(dòng)噴涂裝置中，正交滑臺(tái)結(jié)構(gòu)及其軸線示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明的噴涂平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明的自動(dòng)噴涂裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記
[0022]1-干船塢2-龍門吊3-滑軌
[0023]4 -立柱5 -滑桿6 -第一滑塊
[0024]7 -第二滑塊 8 -第三滑塊 9 -第四滑塊
[0025]10 -噴涂平臺(tái) 11、12、13_自動(dòng)噴涂裝置
[0026]21 -基座22 -腰座23 -噴涂臂
[0027]24 -噴頭25 -供給孔
[0028]Xl-滑軌軸線 X2-第一滑塊軸線X3-第四滑塊軸線
[0029]Yl -滑桿軸線 Y2 -第三滑塊軸線Zl -立柱軸線
[0030]Z2 -第二滑塊軸線A -腰座軸線B -噴涂臂軸線

【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有船體噴涂機(jī)器人的噴涂效率低，安全性能低和人工噴涂質(zhì)量難以保證、勞動(dòng)強(qiáng)度等問題，根據(jù)船體的噴涂工作環(huán)境提出了一種新型的應(yīng)用于船體外表面噴涂工作的自動(dòng)化噴涂設(shè)備。
[0032]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033]參考圖1和圖2，圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，用于船體表面的自動(dòng)噴涂設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出圖1的自動(dòng)噴涂設(shè)備中正交滑臺(tái)結(jié)構(gòu)及其軸線示意圖。
[0034]如圖所示，干船塢I上設(shè)有龍門吊2，其為船體表面上的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。龍門吊2具有兩個(gè)立柱4，每個(gè)立柱4均可以沿船體表面上的滑軌3滑動(dòng)。立柱4上安裝自動(dòng)噴涂設(shè)備的滑桿5，滑桿5上安裝至少一組正交滑塊組，自動(dòng)噴涂設(shè)備固定安裝在正交滑塊組的末端。
[0035]這里將滑軌3的軸線Xl定義為Xl方向，立柱4的立柱軸線Zl定義為Zl方向。將滑桿軸線Yl定義為Yl方向。X1、Y1、Z1三者相互正交，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴涂設(shè)備在這三個(gè)自由度的移動(dòng)。
[0036]具體地，立柱4沿滑軌軸線Xl滑動(dòng)，帶動(dòng)自動(dòng)噴涂設(shè)備在Xl方向的移動(dòng)；滑桿安裝在立柱4上，并且可以沿立柱軸線Zl滑動(dòng)，帶動(dòng)自動(dòng)噴涂裝置在Zl方向中的移動(dòng)；隨著正交滑塊組沿滑桿軸線Yl的滑動(dòng)，帶動(dòng)自動(dòng)噴涂裝置在Yl方向的移動(dòng)。如此，有效利用了干船塢上現(xiàn)有的龍門吊，可以使正交滑塊組末端的自動(dòng)噴涂裝置在空間三坐標(biāo)中任意移動(dòng)。
[0037]在圖1的實(shí)施例中，包括兩組正交滑塊組，對(duì)稱地安裝在滑桿(5)上，分別與兩個(gè)立柱4相對(duì)應(yīng)。
[0038]利用滑軌3、立柱4和滑桿5定位正交滑塊組，進(jìn)而定位自動(dòng)噴涂裝置(例如噴涂機(jī)器人)，可以安裝在正交滑塊組末端的自動(dòng)噴涂裝置與船體表面的距離始終保持恒定，從而保證噴頭與船體外表面的距離不變。作為優(yōu)選的實(shí)施例，本發(fā)明的自動(dòng)噴涂設(shè)備還可以包括用于測量所述自動(dòng)噴涂裝置與船體表面距離的測距裝置，例如(激光測距儀)，去可以配合自動(dòng)噴涂設(shè)置在龍門的兩側(cè)，以幫助自動(dòng)噴涂裝置的定位。
[0039]由于船體外表面的尺寸極大，以及船體表面的曲率問題，三個(gè)相互正交的滑臺(tái)移動(dòng)中會(huì)與船體的上端發(fā)生干涉，造成了傳統(tǒng)的三相互正交滑臺(tái)不能滿足船體表面噴涂工作范圍要求。為了克服該問題，保證噴頭與船體外表面的距離保持恒定，本發(fā)明使用了正交滑塊組，每組正交滑塊組均包括2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)，或更多個(gè)正交設(shè)置的滑塊。
[0040]在圖1中所示的實(shí)施例中，正交滑塊組包括4個(gè)正交設(shè)置的第一滑塊6、第二滑塊7、第三滑塊8和第四滑塊9。第一滑塊6設(shè)置在滑桿5上，可沿滑桿軸線Yl滑動(dòng)，帶動(dòng)正交滑塊組及其末端的自動(dòng)噴涂裝置沿滑桿軸線Yl滑動(dòng)。第二滑塊7安裝在第一滑塊6末端；第三滑塊8安裝在第二滑塊7下部的末端；第四滑塊9安裝在第三滑塊8末端；自動(dòng)噴涂裝置安裝在第四滑塊9的末端。
[0041]每個(gè)正交滑塊組可以包括由于船塢上大型龍門吊2沿滑軌軸線Xl的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)在Xl方向上的移動(dòng)。然而，由于大型龍門吊移動(dòng)笨拙，該移動(dòng)精度較低，因此有必要將船體外表面噴涂工作范圍劃分為若干小區(qū)域，沿滑軌軸線Xi的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域間移動(dòng)。增添與Xi方向平行的Χ2方向工作小區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，使噴頭與船體的外表面之間的距離保持恒定。為此，設(shè)置第一滑塊6使其軸線(即第一滑塊軸線Χ2)處于Χ2方向。第二滑塊7沿第一滑塊軸線Χ2滑動(dòng)，帶動(dòng)自動(dòng)噴涂裝置在Χ2方向的小區(qū)域內(nèi)移動(dòng)。龍門吊2每次沿Xl方向移動(dòng)，完成各噴涂大區(qū)域范圍間的移動(dòng)；Χ2方向移動(dòng)，完成噴涂小區(qū)域內(nèi)的工作范圍移動(dòng)。
[0042]由于滑桿5沿立柱軸線Zl的移動(dòng)只能使末端噴涂裝置噴涂干船塢I上部船體表面，干船塢I下部是龍門吊2的立柱4到達(dá)不了的。為此，設(shè)置第二滑塊7，使其軸線(即第二滑塊軸線Ζ2)與立柱軸線Zl平行。第二滑塊7還可以沿第二滑塊軸線Ζ2滑動(dòng)，從而帶動(dòng)自動(dòng)噴涂裝置在Ζ2方向移動(dòng)，達(dá)到干船塢I的下部。
[0043]由于船體橫截面是一個(gè)碗狀，上部寬，下部窄。沿滑桿軸線Yl方向的滑動(dòng)只能保證干船塢上部船體外表面噴涂，干船塢下部船體外表面由于干涉，而不能實(shí)現(xiàn)等距噴涂。為此，設(shè)置第三滑塊8，使其軸線(即第三滑塊軸線Υ2)與滑桿軸線Yl平行。第三滑塊8可以沿第三滑塊軸線Y2滑動(dòng)，從而帶動(dòng)自動(dòng)噴涂裝置在Yl方向下方平行的Y2方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)干船塢下部船體的等距噴涂。
[0044]可見，本發(fā)明通過設(shè)計(jì)正交滑塊組，增加在X2、Y2和Ζ2方向的滑動(dòng)，使滑塊末端完成三維工作空間上的移動(dòng)。滿足干船塢I上部的船體外表面的噴涂工作范圍，以及干船塢I下部的船體外表面的噴涂工作范圍，并且能使噴涂裝置的噴頭與船體外表面的距離保持恒定，滿足油漆噴涂工藝要求。
[0045]第四滑塊9可以沿第四滑塊軸線Χ3滑動(dòng)，第四滑塊軸線Χ3平行于滑軌軸線XI。進(jìn)一步帶動(dòng)安裝在其上的自動(dòng)噴涂裝置在Χ3方向精細(xì)范圍內(nèi)的移動(dòng)。
[0046]圖3示出噴涂平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，第四滑塊9上還固定安裝有噴涂平臺(tái)10，噴涂平臺(tái)10安裝在相互正交滑臺(tái)末端中心處，并且三個(gè)自動(dòng)噴涂裝置11、12、13沿第四滑塊軸線Χ3均勻分布，并被固定安裝在噴涂平臺(tái)10上。應(yīng)理解，自動(dòng)噴涂裝置的數(shù)量還可以根據(jù)需要而變化，并且應(yīng)理解，在一些實(shí)施例中，還可以省略噴涂平臺(tái)10。
[0047]參考圖4，示出自動(dòng)噴涂裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可見，自動(dòng)噴涂裝置主要由基座21、腰座22、噴涂臂23和噴頭構(gòu)成?；?1固定安裝在噴涂平臺(tái)10上；腰座22安裝在基座21上，并且可繞基座軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)。噴涂臂23安裝在腰座22上，并且能夠繞腰座軸線B轉(zhuǎn)動(dòng)。噴頭24安裝在噴涂臂23末端的開口處。
[0048]基座軸線A與腰座軸線B正交，實(shí)現(xiàn)噴頭24在兩個(gè)正交的自由度上的旋轉(zhuǎn)。亦即，自動(dòng)噴涂裝置11、12、13采用兩個(gè)相互正交的旋轉(zhuǎn)自由度來實(shí)現(xiàn)噴頭24的旋轉(zhuǎn)，使噴頭24始終垂直于船體的外表面，滿足油漆的噴涂工藝要求，有效提高油漆噴涂質(zhì)量。
[0049]噴涂臂23上還可以設(shè)有供給孔25或管夾，分別用于放置或夾持油漆供給管路。
[0050]本發(fā)明的自動(dòng)噴涂設(shè)備適用于船體外表面的油漆噴涂，工作范圍包括在干船塢上部的船體表面和干船塢下部的船體表面。本發(fā)明有效利用了船體噴涂工作環(huán)境(干船塢)中的龍門吊結(jié)構(gòu)，節(jié)省噴涂作業(yè)成本，并采用空間三坐標(biāo)滑臺(tái)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，控制容易。提高了大型船體外表面的噴涂效率、噴涂質(zhì)量、工作安全性等。并且該噴涂裝置，也可以應(yīng)用于船體外表面的焊接工作。
[0051]以上所述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于船體表面的自動(dòng)噴涂設(shè)備，所述船體表面上具有設(shè)于干船塢(I)上的滑軌(2)、具有立柱(4)的龍門吊(3)，所述立柱(4)可沿所述滑軌(2)的滑軌軸線(Xl)滑動(dòng)，其特征在于，所述自動(dòng)噴涂設(shè)備包括: 安裝在所述立柱(4)上的滑桿(5 )，所述滑桿(5 )可沿立柱軸線(ZI)滑動(dòng)，并且滑桿軸線(Y1)、所述滑軌軸線(XI)、所述立柱軸線(Zl)相互正交； 安裝在所述滑桿(5)上的至少一組正交滑塊組，所述正交滑塊組可沿所述滑桿(5)的所述滑桿軸線(Yl)滑動(dòng)；以及 固定安裝在所述正交滑塊組末端的至少一個(gè)自動(dòng)噴涂裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)噴涂設(shè)備，其中，在所述滑桿(5)上安裝有兩組正交滑塊組。
3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)噴涂設(shè)備，其中，還包括用于測量所述自動(dòng)噴涂裝置與船體表面距離的測距裝置。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的自動(dòng)噴涂設(shè)備，其中，每組所述正交滑塊組包括2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)，或更多個(gè)正交設(shè)置的滑塊。
5.如權(quán)利要求4所述的自動(dòng)噴涂設(shè)備，其中，每組所述正交滑塊組包括: 安裝在所述滑桿(5)上，可沿所述滑桿(5)的所述滑桿軸線(Yl)滑動(dòng)的所述第一滑塊(6)； 安裝在所述第一滑塊(6)末端，可沿所述第一滑塊(6)的第一滑塊軸線(X2)和第二滑塊軸線(Z2)兩者滑動(dòng)的第二滑塊(7)； 安裝在所述第二滑塊(7 )下部末端的第三滑塊(8 )，其可沿第三滑塊軸線(Y2 )滑動(dòng)；以及 安裝在所述第三滑塊(8)末端的第四滑塊(9)，其可沿第四滑塊軸線(X3)滑動(dòng)， 其中第一滑塊軸線(X2)、第四滑塊軸線(X3)平行于滑軌軸線(XI)，第三滑塊軸線(Y2)和第二滑塊軸線(Z2)分別平行于滑桿軸線(Yl)和立柱軸線(Z1)。
6.如權(quán)利要求5所述的自動(dòng)噴涂設(shè)備，其中，所述第四滑塊(9)上固定安裝有噴涂平臺(tái)(10)，并且所述自動(dòng)噴涂裝置安裝在所述噴涂平臺(tái)(10)上。
7.如權(quán)利要求6所述的自動(dòng)噴涂設(shè)備，其中，所述噴涂平臺(tái)(10)上安裝有沿所述第四滑塊軸線(X3)分布的至少兩個(gè)所述自動(dòng)噴涂裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)噴涂設(shè)備，其中，所述噴涂平臺(tái)(10)上安裝有三個(gè)所述自動(dòng)噴涂裝置(11、12、13)。
9.如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)噴涂設(shè)備，其中，每個(gè)所述自動(dòng)噴涂裝置包括: 固定安裝在所述噴涂平臺(tái)(10)上的基座(21)； 安裝在所述基座(21)上的腰座(22)，所述腰座(22)可繞所述基座(21)的基座軸線(A)轉(zhuǎn)動(dòng)； 安裝在所述腰座(22)上的噴涂臂(23)，所述噴涂臂(23)可繞噴涂臂軸線(B)轉(zhuǎn)動(dòng)；以及 安裝在所述噴涂臂(23)末端的噴頭(24)， 其中所述基座軸線(A)與所述噴涂臂軸線(B)正交。
10.如權(quán)利要求9所述的自動(dòng)噴涂設(shè)備，其中，所述噴涂臂(23)上還設(shè)有供給孔(25)或管夾，分別用于放置或夾持油漆供給管路。
【文檔編號(hào)】B05B13/04GK104511387SQ201310452341
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】李學(xué)威, 趙治國, 徐方, 何書龍, 管莉娜, 曲征輝 申請(qǐng)人:沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司