用于船舶表面处理的移动式加工装置

1.本发明涉及船舶表面处理技术领域，具体地，涉及一种用于船舶表面处理的移动式加工装置。


背景技术：

2.船舶表面涂装是船舶建造过程中一个至关重要的工序，其涂装质量直接影响船舶的使用寿命和维修成本。然而针对船舶表面涂装工作，与国外拥有成熟且应用广泛的机器人涂装技术不同，大部分国内船厂目前仍采用人工作业的方式。虽然人工作业较少受到设备条件的限制，但存在涂装工人健康与涂装效率两方面问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本发明的实施例提出一种用于船舶表面处理的移动式加工装置，以解决相关技术中采用人工作业时效率低下且劳动负荷大的技术问题。
5.本发明实施例的用于船舶表面处理的移动式加工装置包括：
6.移动平台；
7.工作臂组件，所述工作臂组件可转动的设在移动平台上，且所述工作臂组件的长度可调节；
8.作业平台，所述作业平台包括第一平台、第二平台和支撑杆，所述第一平台设在所述工作臂组件的端部，所述支撑杆的一端与所述第一平台转动相连，所述支撑杆的另一端与所述第二平台转动相连，且所述支撑杆可伸缩；
9.第一驱动组件，所述第一驱动组件包括多个第一卷扬机，多个所述第一卷扬机设于所述第一平台并沿着所述第一平台的周向间隔布置，每个所述第一卷扬机均与所述支撑杆相连以通过多个所述第一卷扬机的收卷实现所述支撑杆的转动和摆动调节；
10.第二驱动组件，所述第二驱动组件包括多个第二卷扬机，多个所述第二卷扬机设于所述第一平台并沿着所述第一平台的周向间隔布置，每个所述第二卷扬机均与所述第二平台相连以通过多个所述第二卷扬机的收卷实现所述第二平台的转动和摆动调节；
11.执行组件，所述执行组件设于所述第二平台并用于对船舶表面进行加工处理。
12.在一些实施例中，所述第一卷扬机与所述第二卷扬机在所述第一平台上交替间隔设置。
13.在一些实施例中，所述第一卷扬机与所述第二卷扬机均设置在第一平台的背离第二平台的一侧，每个所述第一卷扬机上均设置有第一牵引件，每个所述第一牵引件均穿过第一平台与所述支撑杆相连，每个所述第二卷扬机上均设置有第二牵引件，每个所述第二牵引件均穿过第一平台与所述第二平台相连。
14.在一些实施例中，所述第一平台上对应所述第一牵引件设置有第一滑轮组件，所述第一滑轮组件包括第一上滑轮和第一下滑轮，所述第一上滑轮设置在所述第一平台的远
离所述第二平台的一侧，所述第一下滑轮设置在所述第一平台的靠近所述第二平台的一侧，所述第一上滑轮和所述第一下滑轮共同用于对所述第一牵引件进行导向。
15.在一些实施例中，所述第一平台上对应第二牵引件设置有第二滑轮组件，所述第二滑轮组件包括第二上滑轮和第二下滑轮，所述第二上滑轮设置在所述第一平台的远离所述第二平台的一侧，所述第二下滑轮设置在所述第一平台的靠近所述第二平台的一侧，所述第二上滑轮和所述第二下滑轮共同用于对所述第二牵引件进行导向。
16.在一些实施例中，所述第一下滑轮设置有两个，且关于对应的所述第一牵引件对称设置，和/或所述第二下滑轮设置有两个，且关于对应的所述第二牵引件对称设置。
17.在一些实施例中，多个所述第一牵引件穿过第一平台的位置与多个所述第二牵引件穿过第一平台的位置交替间隔设置。
18.在一些实施例中，所述支撑杆与所述第二平台之间采用万向节结构连接，和/或所述支撑杆与所述第一平台之间采用万向节结构连接。
19.在一些实施例中，所述工作臂组件包括工作臂转台、工作臂伸缩杆、工作臂连接杆、液压推杆和转台电机，所述工作臂转台转动设置所述移动动平台上，所述工作臂伸缩杆与所述工作臂连接杆通过液压装置连接，用于控制工作臂连接杆的伸出长度，所述工作臂连接杆的另一端与所述第一平台固定连接，所述液压推杆设置在所述工作臂转台上，且两端分别与所述工作臂转台和所述工作臂伸缩杆转动连接，用于调节所述工作臂伸缩杆的倾斜角度，所述转台电机设于所述移动平台上，用于驱动所述工作臂转台转动。
20.在一些实施例中，所述执行组件包括执行器连接架和末端执行器，所述执行器连接架与所述第二平台固定连接，所述末端执行器与所述执行器连接架可拆连接。
21.本发明的用于船舶表面处理的移动式加工装置，通过移动平台实现装置的移动，且在工作臂组件的作用下，对作业平台整体实现位置的调整，以满足作业平台的作业要求，通过设置第一驱动组件，实现对支撑杆的摆动以及相对第一平台的旋转的调节，通过设置第二驱动组件，实现对第二平台的摆动和相对支撑杆的旋转的调节，且支撑杆可伸缩，使整个执行组件相对第一平台具有平移、摆动和转动等多个自由度，使执行组件具有更高的灵活度。本发明的用于船舶表面处理的移动式加工装置具有多个自由度，灵活性高，在满足船舶表面加工需求的同时，缩短运动链，降低末端在运动过程中转动惯量的变化，提升对执行组件作业时的运动控制效果，保障船舶表面加工质量的要求，大大提高了加工效率，同时降低了劳动力的需求。
附图说明
22.图1是本发明实施例的用于船舶表面处理的移动式加工装置的结构示意图。
23.图2是本发明实施例的用于船舶表面处理的移动式加工装置中工作臂组件的结构示意图。
24.图3是本发明实施例的用于船舶表面处理的移动式加工装置中作业平台的第一视角的结构示意图。
25.图4是本发明实施例的用于船舶表面处理的移动式加工装置中作业平台的第二视角的结构示意图。
26.附图标记：
27.移动式加工装置100；
28.移动平台1；
29.工作臂组件2；工作臂转台21；工作臂伸缩杆22；工作臂连接杆23；液压推杆24；转台电机25；
30.作业平台3；第一平台31；第二平台32；支撑杆33；
31.第一驱动组件4；第一卷扬机41；第一牵引件42；第一滑轮组件43；第一上滑轮431；第一下滑轮432；
32.第二驱动组件5；第二卷扬机51；第二牵引件52；第二滑轮组件53；第二上滑轮531；第二下滑轮532；
33.执行组件6；执行器连接架61；末端执行器62。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.如图1至图4所示，本发明实施例的用于船舶表面处理的移动式加工装置100包括移动平台1、工作臂组件2、作业平台3、第一驱动组件4、第二驱动组件5和执行组件6。
36.工作臂组件2可转动的设在移动平台1车上，且工作臂组件2的长度可调节，作业平台3包括第一平台31、第二平台32和支撑杆33，第一平台31设在工作臂组件2的端部，支撑杆33的一端与第一平台31转动相连，支撑杆33的另一端与第二平台32转动相连，且支撑杆33可伸缩，第一驱动组件4包括多个第一卷扬机41，多个第一卷扬机41设于第一平台31并沿着第一平台31的周向间隔布置，每个第一卷扬机41均与支撑杆33相连以通过多个第一卷扬机41的收卷实现支撑杆33的转动和摆动调节，第二驱动组件5包括多个第二卷扬机51，多个第二卷扬机51设于第一平台31并沿着第一平台31的周向间隔布置，每个第二卷扬机51均与第二平台32相连以通过多个第二卷扬机51的收卷实现第二平台32的转动和摆动调节，执行组件6设于第二平台32并用于对船舶表面进行加工处理。
37.本发明的用于船舶表面处理的移动式加工装置100，通过移动平台1实现装置的移动，且在工作臂组件2的作用下，对作业平台3整体实现位置的调整，以满足作业平台3的作业要求，通过设置第一驱动组件4，实现对支撑杆33的摆动以及相对第一平台31的旋转的调节，通过设置第二驱动组件5，实现对第二平台32的摆动和相对支撑杆33的旋转的调节，且支撑杆33可伸缩，使整个执行组件6相对第一平台31具有平移、摆动和转动等多个自由度，使执行组件6具有更高的灵活度。
38.因此，本发明的用于船舶表面处理的移动式加工装置100具有多个自由度，灵活性高，在满足船舶表面加工需求的同时，缩短运动链，降低末端在运动过程中转动惯量的变化，提升对执行组件6作业时的运动控制效果，保障船舶表面加工质量的要求，大大提高了加工效率，同时降低了劳动力的需求。
39.可选的，支撑杆33采用电动液压推杆24。
40.可选地，第一卷扬机41设置有三个。
41.可选的，第二卷扬机51设置的数量与第一卷扬机41设置的数量相等。
42.可选的，移动平台1上设置有配重。
43.在一些实施例中，如图3和图4所示，第一卷扬机41与第二卷扬机51在第一平台31上交替间隔设置。
44.通过将第一卷扬机41与第二卷扬机51交替间隔设置，可避免第一卷扬机41和第二卷扬机51在同时作业时发生相互干涉，提高对支撑杆33和第二平台32的调节范围。
45.在一些实施例中，如图3和图4所示，第一卷扬机41与第二卷扬机51均设置在第一平台31的背离第二平台32的一侧，每个第一卷扬机41上均设置有第一牵引件42，每个第一牵引件42均穿过第一平台31与支撑杆33相连，每个第二卷扬机51上均设置有第二牵引件52，每个第二牵引件52均穿过第一平台31与第二平台32相连。
46.通过将第一卷扬机41和第二卷扬机51设置在第一平板的背离第二平板的一侧，避免第一卷扬机41和第二卷扬机51在对支撑杆33和作业平台3调整时产生干涉，同时可使支撑杆33具有更大的转动和摆动范围。
47.可选的，第一牵引件42采用钢丝绳。
48.可选的，第二牵引件52采用钢丝绳。
49.可选的，第一牵引件42采用钢链。
50.可选的，第二牵引件52采用钢链。
51.在一些实施例中，如图3和图4所示，第一平台31上对应第一牵引件42设置有第一滑轮组件43，第一滑轮组件43包括第一上滑轮431和第一下滑轮432，第一上滑轮431设置在第一平台31的远离第二平台32的一侧，第一下滑轮432设置在第一平台31的靠近第二平台32的一侧，第一上滑轮431和第一下滑轮432共同用于对第一牵引件42进行导向。
52.通过设置第一上滑轮431和第一下滑轮432，在第一平台31两侧对第一牵引件42进行导向的同时，减少第一牵引件42在使用时与第一平板之间发生的摩擦，提高第一牵引件42的使用寿命。
53.在一些实施例中，如图3和图4所示，第一平台31上对应第二牵引件52设置有第二滑轮组件53，第二滑轮组件53包括第二上滑轮531和第二下滑轮532，第二上滑轮531设置在第一平台31的远离第二平台32的一侧，第二下滑轮532设置在第一平台31的靠近第二平台32的一侧，第二上滑轮531和第二下滑轮532共同用于对第二牵引件52进行导向。
54.通过设置第二上滑轮531和第二下滑轮532，在第一平台31两侧对第二牵引件52进行导向的同时，减少第二牵引件52在使用时与第一平板之间发生的摩擦，提高第一牵引件42的使用寿命。
55.在一些实施例中，如图3和图4所示，第一下滑轮432设置有两个，且关于对应的第一牵引件42对称设置。
56.通过将第一下滑轮432设置为两个，在第一下滑轮432为第一牵引件42进行导向时，避免第一牵引件42脱离与第一下滑轮432的接触，使装置运行更加安全可靠，同时增加支撑杆33的可摆动角度和可转动范围。
57.在一些实施例中，如图3和图4所示，第二下滑轮532设置有两个，且关于对应的第二牵引件52对称设置。
58.通过将第二下滑轮532设置为两个，在第二下滑轮532为第二牵引件52进行导向时，避免第二牵引件52脱离与第二下滑轮532的接触，使装置运行更加安全可靠，同时增加第二平台32的可摆动角度和可转动范围。
59.在一些实施例中，如图3和图4所示，多个第一牵引件42穿过第一平台31的位置与多个第二牵引件52穿过第一平台31的位置交替间隔设置。
60.通过将多个第一牵引件42穿过第一平台31的位置与多个第二牵引件52穿过第一平台31的位置交替间隔设置，可避免第一牵引件42和第二牵引件52在作业时发生相互干涉，提高对支撑杆33和第二平台32的调节范围。
61.在一些实施例中，如图3和图4所示，支撑杆33与第二平台32之间采用万向节结构连接。
62.通过设置万向节结构，在支撑杆33与第二平台32之间的转动连接的要求下，保证支撑杆33与第二平台32之间的连接强度，保证装置运行的稳定性。
63.在一些实施例中，支撑杆33与第二平台32之间也可采用球铰结构连接。
64.在一些实施例中，如图3和图4所示，支撑杆33与第一平台31之间采用万向节结构连接。
65.通过设置万向节结构，在支撑杆33与第一平台31之间的转动连接的要求下，保证支撑杆33与第一平台31之间的连接强度，保证装置运行的稳定性。
66.在一些实施例中，支撑杆33与第一平台31之间也可采用球铰结构连接。
67.在一些实施例中，如图1和图2所示，工作臂组件2包括工作臂转台21、工作臂伸缩杆22、工作臂连接杆23、液压推杆24和转台电机25，工作臂转台21转动设置移动动平台上，工作臂伸缩杆22与工作臂连接杆23通过液压装置连接，用于控制工作臂连接杆23的伸出长度，工作臂连接杆23的另一端与第一平台31固定连接，液压推杆24设置在工作臂转台21上，且两端分别与工作臂转台21和工作臂伸缩杆22转动连接，用于调节工作臂伸缩杆22的倾斜角度，转台电机25设于移动平台1上，用于驱动工作臂转台21转动。
68.通过设置工作臂组件2，便于对第一平台31的位置进行调节，提高作业效率。
69.在一些实施例中，如图3和图4所示，执行组件6包括执行器连接架61和末端执行器62，执行器连接架61与第二平台32固定连接，末端执行器62与执行器连接架61可拆连接。
70.通过将执行器连接架61与第二平台32固定连接，保证执行组件6作业时的稳定性，通过将末端执行器62与执行器连接架61可拆连接，可根据实际作业需求选择不同的末端执行单元。
71.本发明实施例的用于船舶表面处理的移动式加工装置具有以下优点：
72.(1)本发明的用于船舶表面处理的移动式加工装置通过移动平台在船坞周侧进行大范围的移动，实现对待涂装区域的快速粗定位，通过工作臂组件将具有多个自由度的第二平台举升至待加工区域附近，最后通过对第二平台位置和角度的调节高质量完成复杂曲面的涂装工作，结合移动平台和工作臂组件的运动，可以实现对整个船舶待处理表面的全覆盖，满足大范围、高质量船舶表面加工需求。
73.(2)本发明的用于船舶表面处理的移动式加工装置通过对第二平台的多自由度调节，提高组件灵活性，满足船舶表面加工需求的同时，缩短运动链，减少能量损耗，降低末端在运动过程中转动惯量的变化，提升对执行组件在作业时的运动控制效果，保障船舶表面加工质量的要求。
74.(3)本发明的用于船舶表面处理的移动式加工装置通过采用机械化作业，大大提高了船舶表面处理的作业效率，同时，降低了劳动力的需求。
75.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
76.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
77.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
78.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
79.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
80.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种用于船舶表面处理的移动式加工装置，其特征在于，包括：移动平台；工作臂组件，所述工作臂组件可转动的设在移动平台上，且所述工作臂组件的长度可调节；作业平台，所述作业平台包括第一平台、第二平台和支撑杆，所述第一平台设在所述工作臂组件的端部，所述支撑杆的一端与所述第一平台转动相连，所述支撑杆的另一端与所述第二平台转动相连，且所述支撑杆可伸缩；第一驱动组件，所述第一驱动组件包括多个第一卷扬机，多个所述第一卷扬机设于所述第一平台并沿着所述第一平台的周向间隔布置，每个所述第一卷扬机均与所述支撑杆相连以通过多个所述第一卷扬机的收卷实现所述支撑杆的转动和摆动调节；第二驱动组件，所述第二驱动组件包括多个第二卷扬机，多个所述第二卷扬机设于所述第一平台并沿着所述第一平台的周向间隔布置，每个所述第二卷扬机均与所述第二平台相连以通过多个所述第二卷扬机的收卷实现所述第二平台的转动和摆动调节；执行组件，所述执行组件设于所述第二平台并用于对船舶表面进行加工处理。2.根据权利要求1所述的用于船舶表面处理的移动式加工装置，其特征在于，所述第一卷扬机与所述第二卷扬机在所述第一平台上交替间隔设置。3.根据权利要求1所述的用于船舶表面处理的移动式加工装置，其特征在于，所述第一卷扬机与所述第二卷扬机均设置在第一平台的背离第二平台的一侧，每个所述第一卷扬机上均设置有第一牵引件，每个所述第一牵引件均穿过第一平台与所述支撑杆相连，每个所述第二卷扬机上均设置有第二牵引件，每个所述第二牵引件均穿过第一平台与所述第二平台相连。4.根据权利要求3所述的用于船舶表面处理的移动式加工装置，其特征在于，所述第一平台上对应所述第一牵引件设置有第一滑轮组件，所述第一滑轮组件包括第一上滑轮和第一下滑轮，所述第一上滑轮设置在所述第一平台的远离所述第二平台的一侧，所述第一下滑轮设置在所述第一平台的靠近所述第二平台的一侧，所述第一上滑轮和所述第一下滑轮共同用于对所述第一牵引件进行导向。5.根据权利要求4所述的用于船舶表面处理的移动式加工装置，其特征在于，所述第一平台上对应第二牵引件设置有第二滑轮组件，所述第二滑轮组件包括第二上滑轮和第二下滑轮，所述第二上滑轮设置在所述第一平台的远离所述第二平台的一侧，所述第二下滑轮设置在所述第一平台的靠近所述第二平台的一侧，所述第二上滑轮和所述第二下滑轮共同用于对所述第二牵引件进行导向。6.根据权利要求5所述的用于船舶表面处理的移动式加工装置，其特征在于，所述第一下滑轮设置有两个，且关于对应的所述第一牵引件对称设置，和/或所述第二下滑轮设置有两个，且关于对应的所述第二牵引件对称设置。7.根据权利要求3所述的用于船舶表面处理的移动式加工装置，其特征在于，多个所述第一牵引件穿过第一平台的位置与多个所述第二牵引件穿过第一平台的位置交替间隔设置。8.根据权利要求1-7任一项所述的用于船舶表面处理的移动式加工装置，其特征在于，所述支撑杆与所述第二平台之间采用万向节结构连接，和/或
所述支撑杆与所述第一平台之间采用万向节结构连接。9.根据权利要求1-7任一项所述的用于船舶表面处理的移动式加工装置，其特征在于，所述工作臂组件包括工作臂转台、工作臂伸缩杆、工作臂连接杆、液压推杆和转台电机，所述工作臂转台转动设置所述移动动平台上，所述工作臂伸缩杆与所述工作臂连接杆通过液压装置连接，用于控制工作臂连接杆的伸出长度，所述工作臂连接杆的另一端与所述第一平台固定连接，所述液压推杆设置在所述工作臂转台上，且两端分别与所述工作臂转台和所述工作臂伸缩杆转动连接，用于调节所述工作臂伸缩杆的倾斜角度，所述转台电机设于所述移动平台上，用于驱动所述工作臂转台转动。10.根据权利要求1-7任一项所述的用于船舶表面处理的移动式加工装置，其特征在于，所述执行组件包括执行器连接架和末端执行器，所述执行器连接架与所述第二平台固定连接，所述末端执行器与所述执行器连接架可拆连接。

技术总结
本发明涉及船舶表面处理技术领域，并公开一种用于船舶表面处理的移动式加工装置，所述用于船舶表面处理的移动式加工装置包括移动平台、工作臂组件、作业平台、第一驱动组件、第二驱动组件和执行组件，所述工作臂组件长度可调节且转动装配在移动平台上，所述作业平台包括设在所述工作臂组件端部的第一平台、第二平台和两端分别与所述第一平台和所述第二平台转动相连的支撑杆，所述第一驱动组件用于控制支撑杆的转动和摆动调节，所述第二驱动组件用于控制第二平台的转动和摆动调节，所述执行组件设于第二平台并用于对船舶表面进行加工处理。所述用于船舶表面处理的移动式加工装置具有多个自由度，灵活性高，提高了加工效率，降低了劳动力的需求。了劳动力的需求。了劳动力的需求。


技术研发人员：吴军 简云沨 朱斌
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/8/5