專利名稱：船體外板自動噴涂作業車的制作方法
技術領域：
本發明屬于船體外板修理工裝機械領域。主要解決船體外板自動噴涂問題，可改善現階段船廠噴涂效率低，資源浪費大，污染環境，危害工人身體健康等問題，目標是基本實現對船舶外板噴漆、噴砂的自動化和無人化。
背景技術：
目前，中國的船舶噴漆和噴砂作業，雖然研究了復雜曲面上的噴槍空間路徑自動生成方法，但并未涉及到噴槍軌跡優化問題，無法達到較高要求的噴涂效果，所以還沒能研制出自動化程度較高的機器人，當前我國船廠噴涂工作主要是由高空作業平臺搭載下的工人來完成。工人通過手持噴槍對船體進行噴漆和噴砂作業，這種作業存在諸多弊端。首先， 油漆中的多種有害物質可能對工人身體造成很大程度的危害。同時，工人在噴漆時穿著厚重的防護服，這對工人來說也是一種難以承受的工作條件。其次，由于噴漆時工人在較高的作業平臺上進行工作，具有很大的危險性。而且，工人手工作業反映了目前國內噴涂作業機械化程度低的問題。船廠不能用機器代替人來完成噴涂作業，導致了中國船舶在建造和維修過程的涂裝周期長、效率低。更重要的是，由于工人手工作業存在不穩定性，導致噴涂材料的浪費和涂裝成本升高。船舶涂裝技術裝備的機械化、自動化程度不高，致使除銹、涂裝標準的執行的問題比較困難。致使我國船舶涂裝技術與國外相比存在較大差距。也導致同水平的造船廠我國的造船周期明顯長于國外。發明要解決的技術問題船體外板自動噴涂作業車到達指定位置后根據船體外板的狀況自動進行噴砂和噴漆工作，同時可以實現對漆和砂的回收，減小由于噴漆和噴砂對環境造成的污染，減少涂裝周期，提高工作效率，減少資源的浪費。最終實現船體外板噴涂的自動化作業。
發明內容
本發明的技術方案是由可水平滑動的噴頭及運行軌道部分(1、3、5、6、12、16、17)、 套鋼結構的豎直起降部分(7、8、9、10、11)、可以朝各個方向行走的自動底座部分(13、14、 15)、連接在噴頭裝置上的漆砂回收部分(2、4)組成。噴頭及運行軌道部分完成噴頭(5)的伸長、收縮以及旋轉。控制噴頭到船殼的距離保持在0. 1到0. 3米之間。保持噴頭與噴射點間的適宜角度。同時噴頭可以在水平方向上沿軌道(1)在2米的范圍內勻速移動。豎直起降套缸(10)的伸縮帶動上部工作固定平臺(7)的升降，從而完成噴頭設備的上下移動。通過跟軌道轉換裝置(6、7、8)的配合實現上下兩層軌道的轉換。自動底座部分為船體外板自動噴涂作業車的自動行走裝置，它可以實現沿著船體的自由移動，粗略的調節噴頭距船體的距離，從而實現自動行走的功能。回收結構部分分別針對噴漆、噴砂設計兩種回收裝置。 其中在噴漆時主要完成對彌散在空氣中的油漆霧的回收。在噴砂時主要完成對使用后砂粒的回收利用。該部分是環保防污的設備。本裝置通過以上四部分的集中控制與配合完成對整個船體的分段噴漆噴砂以及回收作業。
本發明的主要技術參數(可根據用戶需要確定)最大工作高度(m) 40最小工作高度(m) < 1. 5噴頭水平移動距離(m) 2噴頭及軌道前后移動距離(m) 2噴頭架豎直旋轉角度> 30底部車體(長mX 寬 mX 厚 m) :6Χ2· 5X0. 5自重(t) :15本發明用于修船塢修船時。對上岸的船經船體外板自動噴涂作業車的噴砂功能對其外表進行自動噴砂，打去船外表的鐵銹及海洋生物。然后經可以經噴漆功能實現對船體的自動噴漆過程，這樣，我們既可以保證噴漆和噴砂的過程的自動化，同時也可以保證較少對環境的污染。實現噴涂作業的自動化不但可以縮短修船和造船的周期同時以自動化代替了人，減少了對人體的危害，在節約資源上也遠超過了人的操作。對于造船廠，自動噴涂在實現自動噴漆和噴砂的過程時，還可以幫助造船廠縮短造船周期，幫助保護造船廠及周邊的環境。除了以上的作用外，本發明還可以實現對其他較高的需要大面積噴涂的建筑物進行自動噴漆工作，可以將我們的工人從這些高危險高污染的行業中解放出來。
圖一、圖二、圖三、圖四、圖五具體實施過程工作時有工作人員將車開到船體周邊。船體外板自動噴涂作業車使噴頭(5)對準起始工作位置。轉換為自動工作模式。打開四個支撐腿(13)，豎直起降套缸(10)伸長，通過噴頭架(17)上的傳感器監測，控制系統控制起降套缸升高至船體舷側頂板。通過橫向伸縮裝置(3)的伸長對噴頭(5)與船體之間的距離進行粗調，再通過噴頭微調裝置(16)微調噴頭與船體的距離和角度。距離、角度調節完畢后，噴頭架(17)開始在兩米的同步帶軌道上水平行走并進行噴漆，完成一個長約2米、寬約0.3米的橫向區域的噴涂。當一個橫向工作區域噴完后通過豎直起降套缸(10)的收縮進入下一個橫向的工作區域。重復這樣的過程可以完成一個寬度為兩米的沿船體肋骨型線方向6米之上部分的噴涂。當豎直起降套缸 (10)完全收縮時，頂端的橫向伸縮裝置(3)通過固定平臺的轉換進入下部工作軌道。而后噴頭及運行軌道部分整體通過在軌道(1)上的行走完成對船體6米以下工作區域的噴涂。 這樣就完成了一個縱向的寬為2米的從船頂到船底的一個縱向的工作區域。完成一個完整的從上到下的縱向的工作區域后四個支腿(13)收起，小車向前移動一定距離，再次打開支腿重復前面的過程完成下一個縱向的噴涂過程。小車通過萬向輪(14)的行走實現沿船體行走，這樣就完成了對船體的噴漆和噴砂過程。在噴漆和噴砂過程中需對砂和漆霧進行回收在噴砂時在噴頭(5)的下邊用如圖 (四)的裝置回收噴后的砂粒。在噴漆時同樣通過如圖的漆霧回收裝置進行回收。達到綠色噴涂的效果。
權利要求
1.船體外板噴涂自動作業車見(圖一、圖二)由(噴頭及運行軌道部分(1、3、5、6、12、 16、17)+回收結構部分(2、4)+豎直起降部分(7、8、9、10、11)+自動底座部分(13、14、15)) 組成。噴頭及運行軌道部分，由噴頭微調裝置(16)控制噴頭在豎直方向調整與船體間的噴涂角度，橫向伸縮裝置(3)控制噴頭(5)與船體間的距離和水平角度。通過噴頭架(17) 在噴頭行走軌道(1)上的水平移動以及橫向伸縮裝置(3)的水平伸縮完成噴涂作業；回收結構部分，分為噴砂回收與噴漆回收，實現無污染作業；豎直起降部分，由下部工作軌道 (11)、軌道轉換裝置(6)、多級伸縮套鋼(10)承擔噴涂裝置的上下運動，實現船體高度方向的噴涂作業；自動底座部分，搭載了全車的各部分系統，通過萬向輪(14)實現繞船體行走并由液壓支腿(13)進行定位，實現全船噴涂。
2.根據權利要求1所訴噴頭及運行軌道部分，包括噴頭架(17)，沿噴頭行走軌道(1) 行走，噴頭架(17)前端安置6個不同功能的噴頭(5)，噴頭架中間的微調裝置(16)通過上下兩個液壓桿的不等長伸縮實現噴涂豎直方向角度的調節，后端由上下對稱的齒輪扣在噴頭行走軌道(1)上，并由液壓馬達驅動，實現沿軌道的移動。噴頭行走軌道(1)，在水平伸縮裝置(3)前端，承載其上水平移動的噴頭架(17)。橫向伸縮裝置(3)通過兩個液壓桿的伸縮實現噴頭與船體距離的調節，也可通過不等長伸縮實現與船體外板間水平角度的調節。 作業裝置承載平臺(12)，承載整個噴頭及運行軌道部分。
3.根據權利要求1所訴(2)回收結構部分回收裝置分為噴砂回收和噴漆回收兩部分。 噴砂 回收部分由接觸船體外板的位于噴砂噴頭(5)外帶有毛刷(4)的外罩(2)和負壓管路組成，通過噴丸的反射以及管路的負壓實現對噴砂的回收利用。噴漆回收部分由不接觸船體外板的外罩(2)和負壓管路組成，通過管路的負壓回收漆霧，減少對環境的污染。
4.根據權利要求1所訴(3)豎直起降部分，包括上支撐架(7)、下支撐架(8)(分別起到在不同高度區間中攜帶作業裝置承載平臺(12)的作用)和液壓套缸(10)。上支撐架(7) 固結在最上層套缸(10)頂端，隨套缸伸縮而自動移動，當套鋼完全收縮時，下支撐架(8)卡爪卡在作業裝置承載平臺(12)的轉換結構上(6)，上支撐架(7)松開，從而實現作業承載平臺由上部工作區域到下部工作軌道(11)之間的轉換。下支撐架(8)可在車體套缸最外層沿下部工作軌道(11)上下移動。噴頭及運行軌道部分隨下支撐架(8)在最外層套缸上由液壓馬達帶動可實現在較低高度上的噴涂作業。這可以實現噴涂裝置在整個船體高度方向上的作業。
5.根據權利要求1所訴自動底座部分包括漆砂供應裝置布置區，主要負責涂裝作業的漆沙供應以及回收；液壓支撐腿(13)，提供整個系統在工作時的必要機械支撐；行走萬向輪(14)，可實現自動底座(15)任意方向上的回轉與移動；系統控制區，負責整個噴涂作業過程的各項調節與控制。
全文摘要
船體外板自動噴涂作業車屬船體外板修理工裝機械領域，包括噴頭及運行軌道(1)、回收結構(2)、豎直起降套鋼(3)、自動底座(4)四部分。噴頭及運行軌道對船體進行噴漆噴砂；回收結構對漆霧回收處理，對噴丸進行沙塵分離再利用；豎直起降部分調節噴頭架高度；自動底座承載其他各部分，保證噴涂裝置與船體間的距離與角度以實現全船噴涂。發明特點該機械在控制系統的控制下自動完成對整個船舶外板的噴涂作業。通過伸縮套鋼在豎直方向上的升降和噴頭及運行軌道在水平方向上的調節實現對全船的自動噴涂，比人工噴涂做的更均勻更節省資源。回收裝置實現對噴丸和漆霧的回收。這樣可以減少噴涂過程對空氣的污染及人體的危害，做到綠色噴涂。
文檔編號B24C3/06GK102189055SQ20101012557
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月15日 優先權日2010年3月15日
發明者何云華, 葉俊杰, 李再慶, 秦愷, 趙剛, 趙彬, 鄭紹春 申請人:李再慶, 秦愷, 鄭紹春