一种用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置的制作方法

本发明属于辅助支撑装置技术领域，涉及一种用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置。

背景技术：

船舶在建造和维修的过程中，常常需要使用重型工具，比如研磨机、铆钉机或喷砂机等等，应用于船体打磨抛光、喷漆等；由于重型工具自身的重量，操纵工人的长时间使用易出现疲劳的状况，易导致工作效率低下，甚至可能造成一定的安全隐患。因此有必要设计出一种用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置，其能够将所受的的外力传递至支撑面，减轻人体的负重，从而延长操纵工人使用这些重型工具的时间并减少疲劳，提高工作效率。

中国专利(公告号：cn207206409u；公告日：2018-04-10)公开了一种机械助力外骨骼装置，本装置包括底板、两个背板、横梁、固定板、气缸、气瓶、轮组连接件、二轴连接件、第一转轮、第二转轮、第三转轮、三轴连接件、第四转轮、弧形连接件、腿挡、钢丝和腰带连接件；钢丝通过钢丝连接件与活塞杆相连接，穿射轮组连接件的通孔，正向绕射第一转轮和第二转轮，反向绕射第三转轮，正向绕射第四转轮，并与第四转轮的轮边相连接；当气缸工作时，活塞杆压入气缸中，钢丝连接件带动钢丝围绕第一转轮和第二转轮转动，通过围绕第三转轮转动从而带动三轴连接件围绕第二转动轴转动，带动第四转轮围绕第四转动轴转动从而带动弧形连接件和腿挡围绕第四转动轴转动。

上述专利文献中的机械助力外骨骼装置灵敏度较高，安全可靠。但该装置结构复杂，拆装不便，自由度也较低。

技术实现要素：

本发明根据现有技术存在的上述问题，提供了一种用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置，本发明所要解决的技术问题是：如何简化外骨骼装置的结构，并且提高其自由度。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现

一种用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置，包括支撑板，所述支撑板的一端固连支撑横梁一，其特征在于，所述支撑板呈弧形弯曲状，所述支撑板的上侧具有背靠板，所述支撑板的两端之间连接有腰带；所述支撑板的两端下侧固连有两个左右间隔的腿部支撑架；所述支撑横梁一的外端端部固连有伸缩杆，所述伸缩杆上固连有用于吸附在船体上的电磁铁，所述电磁铁的外表面具有绝缘层，所述支撑板的另一端设置有支撑横梁二，所述支撑横梁二的外端依次活动连接有若干个活动臂，所有活动臂依次串联且所述支撑横梁二与首个活动臂之间以及相邻两个所述活动臂之间通过转动装置连接，位于末端的所述活动臂连接有支撑柱，所述支撑柱的外端固连有支撑架，所述支撑架上具有用于固定重型工具的卡扣。

其工作原理如下：在本装置工作过程中，操作者的腰部通过支撑板、背靠板和腰带固定，操作者的腿部固定在腿部支撑架上；通过电磁铁将本装置吸附在船体上，操作者操控伸缩杆可改变本装置到船体的距离，达到最合适的操作位置；卡扣通过支撑柱和支撑架与末端活动臂相连，转动装置又可以在操作者的操控下灵活改变活动臂的位置，因此卡扣的位置可灵活改变，进而插设在卡扣内的重型工具的位置也可灵活改变。本装置结构较为简单，拆装方便；并且可通过伸缩杆和活动臂的作用，可灵活改变本装置和船体之间的距离以及与伸缩臂相连接的重型工具的位置，便于重型工具对船体作业。

在上述的用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置中，所述腿部支撑架包括上滑杆、上滑套、下滑杆和下滑套；所述上滑杆的上端通过转动销转动连接在所述支撑板的端部，所述上滑杆的下端滑动插设在所述上滑套的上端内；所述上滑套的下端与所述下滑杆的上端通过连接块活动连接，所述下滑杆的下端滑动插设在所述下滑套的上端内；所述上滑套上设有上部绑带和限位挡板一，所述下滑套上设有下部绑带和限位挡板二，所述下滑套的下端固设有支撑板,所述支撑板上设置有脚部绑带。上滑杆和下滑套、下滑杆和下滑套之间均可相对滑动，因此本装置可根据操作者腿部的运动改变腿部支撑架的长度；上滑套和下滑杆之间通过连接块活动连接，因此在操作者弯腿时，两者之间也可以相对移动；上部绑带、下部绑带、限位挡板一和限位挡板二用来固定操作者的腿部，支撑板和脚部绑带用来固定操作者的脚部。

在上述的用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置中，所述上滑杆的两侧具有沿其长度方向的滑槽一，所述上滑套的内壁上具有沿其长度方向的条形凸起一，所述条形凸起一与所述滑槽一相对应且所述条形凸起一滑动嵌设在所述滑槽一内；所述下滑杆的两侧具有沿其长度方向的滑槽二，所述下滑套的内壁上具有沿其长度方向的条形凸起二，所述条形凸起二与所述滑槽二相对应且所述条形凸起二滑动嵌设在所述滑槽二内。通过条形凸起一和上滑杆上的滑槽一配合，以及条形凸起二与下滑杆上的滑槽二配合，使腿部支撑架在运动过程中，其上的上滑杆和上滑槽、下滑杆和下滑槽稳定连接。

在上述的用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置中，所述活动臂包括第一活动臂、第二活动臂、第三活动臂和第四活动臂，所述转动装置包括第一转动装置、第二转动装置、第三转动装置和第四转动装置，所述支撑横梁二和所述第一活动臂之间通过第一转动装置连接，所述支撑横梁二上设有驱动所述第一活动臂摆动的驱动电机，所述第一活动臂和所述第二活动臂之间通过第二转动装置连接，所述第二活动臂和所述第三活动臂之间通过第三转动装置连接，所述第三活动臂和所述第四活动臂之间通过第四转动装置连接。活动臂之间，或者活动臂与支撑横梁二之间均通过转动装置连接，使操作者可根据需要通过驱动电机驱动活动臂并且通过转动装置灵活改变活动臂的位置。

在上述的用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置中，所述第一活动臂、第二活动臂和第三活动臂上设置有减震装置。通过设置减震装置，减少操作过程中对于活动臂的损伤。

在上述的用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置中，所述第一活动臂一端设置有条形板，所述条形板与所述第一转动装置的圆形端孔轴连接，所述第一转动装置的矩形端与所述支撑横梁二固连。支撑横梁二和第一活动臂通过第一转动装置活动连接，使第一活动臂可以绕支撑横梁二旋转。

在上述的用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置中，所述第二转动装置和所述第三转动装置均为工字形，所述第一活动臂的另一端、所述第三活动臂的一端和所述第二活动臂的两端均设置有凸块，所述凸块与所述第二转动装置和第三转动装置上的凹槽活动配合且所述凸块与所述第二转动装置和第三转动装置连接。第一活动臂、第二活动臂和第三活动臂通过其上的凸块与第二转动装置或第三转动装置活动连接，使第一活动臂、第二活动臂和第三活动臂可绕第二转动装置或者第三转动装置旋转。

在上述的用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置中，所述第四转动装置呈l形，所述第三活动臂另一端和第四活动臂两端均设置有安装槽，所述第四转动装置的两端活动插设在所述安装槽内且所述第三活动臂和第四活动臂与所述第四转动装置的两端通过连接螺栓连接。第三活动臂和第四活动臂通过连接螺栓与第四转动装置活动连接，使第三活动臂和第四活动壁可绕第四转动装置旋转。

在上述的用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置中，所述第四活动臂一端的安装槽内活动嵌接移动装置，所述移动装置与所述支撑柱固连。通过移动装置的设置，使支撑柱的位置可随移动装置的移动而改变。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本装置通过设置多个活动臂，并且通过转动装置将相邻的活动臂，以及相邻的活动臂与支撑板连接起来，末端活动臂又与重型工具活动连接，从而使操作者可以通过操控活动臂的位置，从而改变重型工具的位置，便于重型工具对船体作业。

2、本装置中的腿部支撑架上的上滑杆和上滑槽、上滑槽和下滑杆、下滑杆和下滑槽之间均可相对移动，因此本装置可跟随操作者的腿部的移动而移动。

3、本装置的腿部支撑架上通过设置的上部绑带、下部绑带、脚部绑带、限位挡板一、限位挡板二和支撑板，便于固定操作者的腿部和脚部。

4、本装置中支撑板通过伸缩杆与电磁铁连接，便于调节本装置与船体的距离，方便作业。

附图说明

图1是本用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置的立体结构示意图。

图2是图1中a处的局部放大示意图。

图3是本用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置中腿部支撑架的立体结构示意图。

图4是本用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置中活动臂和转动装置的立体结构示意图。

图中，1、支撑板；2、支撑横梁一；3、背靠板；4、腰带；5、腿部支撑架；6、伸缩杆；7、电磁铁；8、绝缘层；9、支撑横梁二；10、活动臂；11、转动装置；12、支撑柱；13、支撑架；14、卡扣；15、上滑杆；16、上滑套；17、下滑杆；18、下滑套；19、转动销；20、连接块；21、上部绑带；22、下部绑带；23a、限位挡板一；23b、限位挡板二；24、支撑板；25、滑槽一；26、条形凸起一；27、滑槽二；28、条形凸起二；29、第一活动臂；30、第二活动臂；31、第三活动臂；32、第四活动臂；33、第一转动装置；34、第二转动装置；35、第三转动装置；36、第四转动装置；37、驱动电机；38、减震装置；39、条形板；40、凸块；41、凹槽；42、安装槽；43、连接螺栓；44、移动装置；45、脚部绑带。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案做进一步的描述，但本发明并不局限于这些实施例。

如图1所示，本用于船舶重型工具操作的辅助支撑装置包括支撑板1，支撑板1的一端固连支撑横梁一2，支撑板1呈弧形弯曲状，支撑板1的上侧具有背靠板3，支撑板1的两端之间连接有腰带4；支撑板1的两端下侧固连有两个左右间隔的腿部支撑架5；支撑横梁一2的外端端部固连有伸缩杆6，伸缩杆6上固连有用于吸附在船体上的电磁铁7，电磁铁7的外表面具有绝缘层8，支撑板1的另一端设置有支撑横梁二9，支撑横梁二9的外端依次活动连接有若干个活动臂10，活动臂10依次串联且支撑横梁二9与首个活动臂10之间以及相邻两个活动臂10之间通过转动装置11连接，位于末端的活动臂10连接有支撑柱12，支撑柱12的外端固连有支撑架13，支撑架13上具有用于固定重型工具的卡扣14。支撑板1、背靠板3和腰带4将操作者的腰部固定起来，腿部支撑架5将操作者的腿部固定起来；电磁铁7吸附在船体上，操作者控制伸缩杆6，调整本装置到船体的距离到最佳位置；操作者操控转动装置11，调整活动臂10的位置，进而调整支撑柱12、支撑架13、和卡扣14的位置，重型工具插设在卡扣14内，因此本装置的自由度较高，可根据工作需要灵活调节重型工具的位置，便于其对船体作业。

如图2所示，腿部支撑架5包括上滑杆15、上滑套16、下滑杆17和下滑套18；上滑杆15的上端通过转动销19转动连接在支撑板1的端部，上滑杆15的下端滑动插设在上滑套18的上端内；上滑套18的下端与下滑杆17的上端通过连接块20活动连接，下滑杆17的下端滑动插设在下滑套18的上端内；上滑套16上设有上部绑带21和限位挡板一23a，下滑套18上设有下部绑带22和限位挡板二23b，下滑套18的下端固设有支撑板24,支撑板上设置有脚部绑带45。上滑杆15的两侧具有沿其长度方向的滑槽一25，上滑套18的内壁上具有沿其长度方向的条形凸起一26，条形凸起一26与滑槽一25相对应且条形凸起一26滑动嵌设在滑槽一25内；下滑杆17的两侧具有沿其长度方向的滑槽二27，下滑套18的内壁上具有沿其长度方向的条形凸起二28，条形凸起二28与滑槽二27相对应且条形凸起二28滑动嵌设在滑槽二27内。

具体来说，在操作者腿部移动过程中，上滑套16上的条形凸起一26沿上滑杆15上的滑槽一25移动，下滑套18上的条形凸起二28沿下滑杆17上的滑槽二27移动，上滑套16和下滑杆17通过连接块20连接，并且两者相对移动；上部绑带21、下部绑带22、定位挡板一23a和定位挡板二23b将操作者的腿部固定起来，脚部绑带45和支撑板24将操作者的脚部固定起来。既实现了腿部支撑架5随操作者腿部的移动而移动，也实现了操作者腿部和脚部与支撑架5的稳定连接。

如图3所示，活动臂10包括第一活动臂29、第二活动臂30、第三活动臂31和第四活动臂32，转动装置11包括第一转动装置33、第二转动装置34、第三转动装置35和第四转动装置36，支撑横梁二9和第一活动臂29之间通过第一转动装置33连接，支撑横梁二9上设有驱动第一活动臂摆动的驱动电机37，第一活动臂29和第二活动臂30之间通过第二转动装置34连接，第二活动臂30和第三活动臂31之间通过第三转动装置35连接，第三活动臂31和第四活动臂32之间通过第四转动装置36连接。第一活动臂29、第二活动臂30和第三活动臂31上设置有减震装置38。第一活动臂29一端设置有条形板39，条形板39与第一转动装置33的圆形端孔轴连接，第一转动装置33的矩形端与支撑横梁二9固连。第二转动装置34和第三转动装置35均为工字形，第一活动臂29的另一端、第三活动臂31的一端和第二活动臂30的两端均设置有凸块40，凸块40与第二转动装置34和第三转动装置35上的凹槽41活动配合且凸块40与第二转动装置34和第三转动装置35连接。第四转动装置36呈l形，第三活动臂31另一端和第四活动臂32两端均设置有安装槽42，第四转动装置36的两端活动插设在安装槽42内且第三活动臂31和第四活动臂32与第四转动装置36的两端通过连接螺栓43连接。第四活动臂32一端的安装槽内活动嵌接移动装置44，移动装置44与支撑柱12固连。

具体来说，第一活动臂29上的条形板39通过第一转动装置33与支撑横梁二9连接；第一活动臂29和第二活动臂30上的凸块40通过第二转动装置34连接；第二活动臂30和第三活动臂31上的凸块40通过第三转动装置35连接；第四转动装置36的两端插入第三活动臂31和第四活动臂32上的凹槽41内，并且通过连接螺栓43连接，操作者控制驱动电机37驱动第一活动臂29移动，并且通过所有转动装置11带动所有活动臂10灵活移动，运动过程中还通过第一活动臂29、第二活动臂30、第三活动臂31上的减震装置38减轻三者受到的冲击。总体来说保证了活动臂10的灵活稳定移动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多的使用了1、支撑板；2、支撑横梁一；3、背靠板；4、腰带；5、腿部支撑架；6、伸缩杆；7、电磁铁；8、绝缘层；9、支撑横梁二；10、活动臂；11、转动装置；12、支撑柱；13、支撑架；14、卡扣；15、上滑杆；16、上滑套；17、下滑杆；18、下滑套；19、转动销；20、连接块；21、上部绑带；22、下部绑带；23a、限位挡板一；23b、限位挡板二；24、支撑板；25、滑槽一；26、条形凸起一；27、滑槽二；28、条形凸起二；29、第一活动臂；30、第二活动臂；31、第三活动臂；32、第四活动臂；33、第一转动装置；34、第二转动装置；35、第三转动装置；36、第四转动装置；37、驱动电机；38、减震装置；39、条形板；40、凸块；41、凹槽；42、安装槽；43、连接螺栓；44、移动装置；45、脚部绑带等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明的精神相违背的。