一种爬壁式薄板矫平装置及其工作方法

本发明涉及一种矫平装置，尤其是涉及一种爬壁式薄板矫平装置及其工作方法。

背景技术：

1、豪华邮轮是一种具有多层夹板的复杂结构的船体，其船体、甲板及上层建筑的制造工艺相对于其他船体更加复杂，更加精准。豪华邮轮建造过程中具有大量的薄板焊接工作，在加工过程中容易造成薄板内部应力变化，从而导致薄板变形，进而影响结构的尺寸和外形，影响正常的加工流程。同时船壁高且接近竖直给人工进行船壁矫平带来了很大的难度，在进行矫平工作前，需要提前搭好目标高度的工作梯或者升降平台，工作人员需要携带矫平装置在高空作业，存在很大的安全隐患，有高空坠落和高空坠物的危险；同时，工作人员在高处视觉空间受限，受到高空环境因素的影响，不易进行准确的矫平工作，工作效率较低，增加了工作时间。

2、在现有的技术中，提供了一种感应加热的薄板矫平设备，该设备呈现推车造型，需要人力手动推行，在地面等平面上能够较好的操作，但对于船壁无法很好适应。设备基本均为金属材质，重量较大，人力难以使其在爬壁时保持平稳，并且对于人手有很大的压力，同时该设备只有一个固定磁吸，在加热工作过程中，难以保证设备紧贴船壁，因此安全隐患较大。另外，该设备只能在所放置的位置进行工作，如需更换位置，需要手动将其放置在新的目标位置，然后再进行工作，无法实现在一个位点进行多个目标位置的薄板矫平工作。

技术实现思路

1、发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种爬壁式薄板矫平装置，解决现有薄板矫平设备无法很好的完成船壁单位点多位置的矫平工作的问题。并提供了其工作方法。

2、技术方案：一种爬壁式薄板矫平装置，包括底盘，底盘的相对两侧分别安装有一爬壁行走机构，底盘的上表面通过支撑传动组件与一加热矫平机构连接，爬壁行走机构包括磁铁块、履带、主动轮、从动轮、固定挡板、紧固件、驱动电机，驱动电机安装有底盘上，主动轮与驱动电机连接，从动轮通过从动轴安装于底盘一侧并通过履带与主动轮连接，履带的外周面上间隔均布安装有多个磁铁块，主动轮和从动轮的外侧设有一固定挡板，固定挡板通过紧固件间隔安装在底盘的外侧面上。

3、驱动电机够驱动主动轮的转动和运动方向，两个驱动电机分别控制左右两边的主动轮，当原地转向时，控制两边履带转动方向相反，当前进时，控制两边履带相同方向转动。

4、进一步的，磁铁块为长方体结构，相邻两个磁铁块之间采用n极与s极相对布置，相邻两个磁铁块之间的间距为4～5cm。

5、最佳的，磁铁块的长为50～60mm，宽为20～30mm，高为10～15mm。

6、进一步的，履带的上磁铁块的数量为30～50个，每个磁铁块的磁力为3～5n。

7、进一步的，支撑传动组件包括转动盘、转动臂、支撑架、支撑臂、转动架，转动盘通过转动电机与底盘的上表面连接，转动架固定于转动盘的上表面，转动臂的一端与转动架连接，另一端安装有支撑架，加热矫平机构通过支撑臂安装于支撑架上。

8、最佳的，转动臂周向的间隔设有两个角度挡板，使转动臂在水平方向上的转动角度小于200°，角度挡板与底盘的上表面固定。

9、进一步的，加热矫平机构包括滑条安装块、陶瓷垫片、加热块、转动杆，滑条安装块为倒t字形结构，其上端通过转动杆与支撑传动组件连接，加热块安装于滑条安装块的下部，加热块的相对两侧设有陶瓷垫片。

10、最佳的，陶瓷垫片相对于加热块的加热面外凸，使在工作时加热块与加工面之间具有间隙。

11、加热块固定连接在滑条安装块前端，通过转动杆进行转动，实现工作时能够贴合到需要矫正的薄板部位。通过加热块对所需矫正薄板部分进行加热处理，以去除剩余应力，达到薄板矫正的效果。陶瓷垫片能够保证加热块与薄板之间保持一段距离，达到隔热的效果，避免加热时的高温对加热块本身的工作产生影响。

12、进一步的，本装置还包括控制模块、观测模块，控制模块安装在底盘内部，控制模块包括单片机、电池组件，观测模块安装于底盘移动方向的一侧上，驱动电机、支撑传动组件、加热矫平机构、观测模块分别与单片机和电池组件信号连接。

13、观测模块可为摄像机，用于观测前方路段并将其以信号形式呈现在移动端窗口，控制模块布置在底盘中，节省了占用空间，使得结构更加紧凑，方便布置；同时，控制模块设置在相对封闭的底盘中，减少了灰尘等其他不可控因素对于其的影响，提高了设备的安全性和耐用性；另外，通过控制模块控制支撑传动组件、加热矫平机构和观测模块，结合观测模块，实现装置的自动化辨识道路和运动以及使用人员远程操控。

14、一种上述的爬壁式薄板矫平装置的工作方法，包括以下步骤：

15、步骤一：装置通过履带上的磁铁块吸附在金属船壁上；

16、步骤二：驱动电机启动，带动主动轮运转，主动轮带动从动轮，履带进行运转，使装置在船壁上爬行；

17、步骤三：装置爬行到需要矫正的薄板部分前的位置停下，支撑传动组件带动加热矫平机构运动，将加热矫平机构贴合在需要矫正的薄板位置；

18、步骤四：加热矫平机构开始对薄板进行矫平工作；

19、步骤五：待一个目标位置加热矫平完成后，支撑传动组件带动加热矫平机构抬起，并进行空间上的三维调整位置，将加热矫平机构贴合到同一平面另一个目标位置进行工作，实现在一个位点完成多个目标位置矫平工作；

20、步骤六：该点位置完成加工后，支撑传动组件带动加热矫平机构收起，装置在船壁上继续爬行。

21、有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：

22、1.采用旋转式支撑传动组件与加热矫平机构转动连接的方式，解决了如何实现在一个位点进行多个位置的矫平工作的问题，提高了工作效率；

23、2.采用多轴转动的方法实现支撑传动组件和加热矫平机构的合作，结构紧凑，工作范围大而安装占地面积小；

24、3.采用爬壁行走机构，能够不受空间的约束，自由运转，扩大了薄板矫平的空间范围，有效减少人力的投入；

25、4.采用双履带式磁铁块吸附方法，增加了磁铁块数量，增大了装置与船壁的吸附面积，降低了在爬壁过程中因磁吸不够而坠落的风险；

26、5.采用磁铁块两两极性相对的方法连接，利用磁铁块间的相互作用来有效解决履带张紧问题。

技术特征：

1.一种爬壁式薄板矫平装置，包括底盘(4)，其特征在于：底盘(4)的相对两侧分别安装有一爬壁行走机构，底盘(4)的上表面通过支撑传动组件与一加热矫平机构连接，爬壁行走机构包括磁铁块(201)、履带(202)、主动轮(203)、从动轮(204)、固定挡板(205)、紧固件(206)、驱动电机，驱动电机安装有底盘(4)上，主动轮(203)与驱动电机连接，从动轮(204)通过从动轴安装于底盘(4)一侧并通过履带(202)与主动轮(203)连接，履带(202)的外周面上间隔均布安装有多个磁铁块(201)，主动轮(203)和从动轮(204)的外侧设有一固定挡板(205)，固定挡板(205)通过紧固件(206)间隔安装在底盘(4)的外侧面上。

2.根据权利要求1所述的一种爬壁式薄板矫平装置，其特征在于：磁铁块(201)为长方体结构，相邻两个磁铁块(201)之间采用n极与s极相对布置，相邻两个磁铁块(201)之间的间距为4～5cm。

3.根据权利要求2所述的一种爬壁式薄板矫平装置，其特征在于：磁铁块(201)的长为50～60mm，宽为20～30mm，高为10～15mm。

4.根据权利要求1所述的一种爬壁式薄板矫平装置，其特征在于：履带(202)的上磁铁块(201)的数量为30～50个，每个磁铁块(201)的磁力为3～5n。

5.根据权利要求1所述的一种爬壁式薄板矫平装置，其特征在于：支撑传动组件包括转动盘(101)、转动臂(102)、支撑架(103)、支撑臂(104)、转动架(105)，转动盘(101)通过转动电机与底盘(4)的上表面连接，转动架(105)固定于转动盘(101)的上表面，转动臂(102)的一端与转动架(105)连接，另一端安装有支撑架(103)，加热矫平机构通过支撑臂(104)安装于支撑架(103)上。

6.根据权利要求5所述的一种爬壁式薄板矫平装置，其特征在于：转动臂(102)周向的间隔设有两个角度挡板，使转动臂(102)在水平方向上的转动角度小于200°，角度挡板与底盘(4)的上表面固定。

7.根据权利要求1所述的一种爬壁式薄板矫平装置，其特征在于：加热矫平机构包括滑条安装块(301)、陶瓷垫片(302)、加热块(303)、转动杆(304)，滑条安装块(301)为倒t字形结构，其上端通过转动杆(304)与支撑传动组件连接，加热块(303)安装于滑条安装块(301)的下部，加热块(303)的相对两侧设有陶瓷垫片(302)。

8.根据权利要求7所述的一种爬壁式薄板矫平装置，其特征在于：陶瓷垫片(302)相对于加热块(303)的加热面外凸，使在工作时加热块(303)与加工面之间具有间隙。

9.根据权利要求1所述的一种爬壁式薄板矫平装置，其特征在于：还包括控制模块、观测模块，控制模块安装在底盘(4)内部，控制模块包括单片机、电池组件，观测模块安装于底盘(4)移动方向的一侧上，驱动电机、支撑传动组件、加热矫平机构、观测模块分别与单片机和电池组件信号连接。

10.一种如权利要求1～9任一所述的爬壁式薄板矫平装置的工作方法，其特征在于包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种爬壁式薄板矫平装置及其工作方法，装置包括底盘，底盘上相对安装有爬壁行走机构，底盘的上表面与一加热矫平机构连接，爬壁行走机构包括磁铁块、履带、主动轮、从动轮、固定挡板、紧固件、驱动电机，主动轮与驱动电机连接，从动轮安装于底盘一侧并通过履带与主动轮连接，履带的外周面上间隔均布安装有多个磁铁块，主动轮和从动轮的外侧设有一固定挡板，固定挡板通过紧固件间隔安装在底盘的外侧面上。本发明采用双履带式磁铁块吸附方法，增加了磁铁块数量，增大了装置与船壁的吸附面积，降低了在爬壁过程中因磁吸不够而坠落的风险；采用磁铁块两两极性相对的方法连接，利用磁铁块间的相互作用来有效解决履带张紧问题。

技术研发人员：许静,曹雯静,程诗雅,周元凯,季含宇,左雪,顾子鹏,薛逸然,王永康,翁俊杰,王叶凡,李蔚
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14