一种磁吸式全能打磨装置的制作方法

本发明属于磁性金属表面加工技术领域，具体为一种磁吸式全能打磨装置。

背景技术：

船厂船体钢板表面处理，传统采用喷砂处理方法。该方法能耗高，环境污染大，效率低下，增加了施工人员的健康和安全隐患，喷砂设备本身形体大，移动不便。而船体钢板表面倾角多变，现有设备不能很好地贴合钢板，造成打磨效果不理想的结果。另外，喷砂处理设备需要考虑钢砂的供给、废砂的回收等因素，这导致喷砂设备的使用范围受限，不能完成所有钢面的处理工作。实践发现，现有方式处理钢板表面，都会使产生的粉尘飘散的空气中，这会严重影响工作环境。为了提高工作效率，降低工作的复杂程度，需要设计一款可以实现地面操纵、能够独立完成打磨工作、能够在钢板表面自由行走的打磨装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种磁吸式全能打磨装置，以解决船体钢板表面处理能耗高、操作危险的问题，使工人通过地面遥控就可以完成对各种倾角的钢材表面的处理工作，同时使粉尘及异物可通过外接工业吸尘器分离并收集，降低表面处理施工人员的健康和安全隐患。

为实现上述目的，本发明采用的方案为：一种磁吸式全能打磨装置，包括行走机构和打磨机，行走机构上设置安装架，并通过安装架连接打磨机，行走机构驱动打磨机移动。所述行走机构为磁吸式行走机构，在其内部设置磁吸单元；所述打磨机活动安装在安装架上，且在打磨机与安装架之间设置上升降机构，通过升降机构可以调整打磨机对工作基面的压力。

在上述技术方案中，在磁吸式行走机构的作用下，该打磨装置可以吸附在磁性物体表面，从而使装置具有爬壁的功能，携带的打磨机在行走机构的驱动下，能够完成多种工况的打磨工作，而且，根据具体打磨需求，可以调整打磨机与工作面之间的压力，使该装置具有更好的使用性能。

优选地，行走机构有两个，两个行走机构分别安装在接打磨机两侧；行走机构包括轮架和行走轮，且在轮架上安装驱动电机和控制器；在行走机构的轮架上安装升降架，该升降架可相对于行走机构上下浮动；所述磁吸单元铰接连接升降架，且磁吸单元可以在行走机构的运动方向绕铰接轴偏转；所述安装架连接升降架。

优选地，所述升降架包括位于轮架上方的平衡架以及位于轮架内部的浮动板，平衡架与浮动板四角之间通过活动贯穿轮架上部的浮动轴固定连接，且在轮架上方有弹簧套装在浮动轴上；所述磁吸单元通过铰接头连接浮动板。该装置适用于任何倾角的磁性表面，所用磁吸单元与工作表面之间的磁力，最大应满足设备的反顶吸附使用需求，此时装置整体与工作面的吸附力最小；而当装置在水平面正向吸附时，各部件重力都压在工作面上，此时行走机构与工作面之间的压力过大，影响装置则正常行走，设置升降架后，弹簧可以间接推动磁吸单元远离工作面，从而减小磁吸单元与工作面之间的吸附力。另外，当装置需要跨越焊缝之类的凸起时，铰接设置的磁吸单元会在凸起的作用下转动，从而避免磁吸单元顶触凸起，同时磁吸单元会升降架的方向移动，这可以使升降架做出相应的移动，这可以给连接升降架的打磨机一定的活动余量，从而使打磨机在遇见凸起时不会与凸起发生刚性碰撞。

优选地，所述安装架包括固定臂和平行运动机构，其中固定臂连接升降架，平行运动机构与固定臂连接；所述打磨机水平连接平行运动机构上并可以始终平行移动；所述升降机构上端连接平行运动机构，下端连接打磨器，其中一端为固定连接，一端为铰接。在该装置工作时，打磨机的底面需要与工作面贴合，在平行运动机构的作用下，无论升降机构怎么推动打磨机，打磨机底面都能与工作面量好接触。

优选地，所述平行运动机构包括摆臂，左右两侧对应的固定臂的上部通过中连杆固定连接，两根中连杆保持等高且平行，在每根中连杆上分别安装两根平行的摆臂，摆臂可绕中连杆的轴线转动；所述摆臂的下端铰接打磨机，所有摆臂在摆动过程中，始终保持平行；在打磨机与安装架之间设置的升降机构包括调节臂和电动伸缩杆，调节臂的其中一端固定安装在其中一个中连杆上，另一端铰接电动伸缩杆，电动伸缩杆的另一端铰接打磨机。

优选地，所述打磨机包括固定盘、驱动装置和安装转盘，其中驱动装置安装在固定盘上部，安装转盘安装在固定盘底部，安装转盘安装在驱动装置的转轴上；所述安装转盘上设置打磨片。

优选地，所述固定盘周边设置遮罩，工作状态下，遮罩贴着工作面，且在固定盘上设置排料口，可以直接将打磨产生的碎屑排出。遮罩用于防止打磨产生的废屑飞散，配合排料口，则有利于废屑的集中排放，也可通过在排料口增加抽风机来实现自动抽离废屑的目的。

优选地，所述打磨片具有韧性，并统一逆着安装转盘转动的方向弯曲。

优选地，所述安装转盘通过万向连接结构与驱动装置的转轴安装在一起，使得安装转盘可以以非垂直于转轴的状态工作，即安装转盘可以通过偏转浮动来贴合工作面。当打磨机遇到具有一定弧度的工作面时，安装转盘可以做出适应性的调整，从而贴合工作面，完成打磨工作。

优选地，所述万向连接结构包括固定设置在转轴下端的安装头，该安装头为球状，其表面纵向设置若干均匀分布的沟槽；还包括固定设置在安装转盘中部的套装头，该套装头顶部设置半球状凹槽，并通过凹槽套装在安装头下半部，且在凹槽内壁设置与沟槽一一卡合的卡头；在套装头上方设置上压环，上压环通过螺栓安装在安装转盘上，且在上压环的内壁贴合安装头外壁。采用该结构，可以在固定盘有限的空间内完成安装转盘的浮动安装，同时，该结构便于拆装安装转盘，方便后期维修。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的实施例的整体结构示意图。

图2为本发明提供的实施例中的打磨机的正面结构示意图。

图3为本发明提供的实施例中的打磨机与安装架的连接结构示意图。

图4为本发明提供的实施例中平行运动机构的平面结构示意图。

图5为本发明提供的实施例中打磨机的打磨部分的结构示意图。

图6为本发明提供的实施例中安装转盘与转轴的连接结构示意图。

图7为本发明提供的实施例中万向连安装头的拆分结构示意图。

图8为本发明提供的实施例中磁吸行走机构的内部结构以及升降架的连接结构示意图。

图9为本发明提供的实施例中固定臂与升降架的连接结构示意图。

图中，行走机构1、安装架3、接结构4、打磨机5、升降架6、轮架11、驱动电机12、控制器13、磁吸单元14、固定臂31、摆臂32、调节臂33、电动伸缩杆34、万向连安装头41、套装头42、沟槽43、卡头44、上压环45、固定盘51、驱动装置52、遮罩54、排料口55、安装转盘56、打磨片57、转轴58、平衡架61、弹簧62、浮动轴63、浮动板64、铰接头141、中连杆311。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

参见图1至9，本发明提供的一个实施例为一种磁吸式全能打磨装置，包括行走机构1和打磨机5，行走机构1上设置安装架3，并通过安装架3连接打磨机5，行走机构1驱动打磨机5移动。所述行走机构1为磁吸式行走机构，在其内部设置磁吸单元14；所述打磨机5活动安装在安装架3上，且在打磨机5与安装架3之间设置上升降机构，通过升降机构可以调整打磨机5对工作基面的压力。

实施例中在打磨机两侧各安装一个行走机构1，通过独立调整行走机构的行走速度可以控制装置的行走方向；所用行走机构包括轮架11和行走轮，且在轮架11上安装驱动电机12和控制器13；在行走机构的轮架11上安装升降架6，该升降架6可相对于行走机构1上下浮动；所述磁吸单元14铰接连接升降架6，且磁吸单元14可以在行走机构1的运动方向绕铰接轴偏转；所述安装架3连接升降架6。该升降架6包括位于轮架11上方的平衡架61以及位于轮架11内部的浮动板64，平衡架61与浮动板64四角之间通过活动贯穿轮架11上部的浮动轴63固定连接，且在轮架11上方有弹簧62套装在浮动轴63上；所述磁吸单元14通过铰接头141连接浮动板64。该装置适用于任何倾角的磁性表面，所用磁吸单元14与工作表面之间的磁力，最大应满足设备的反顶吸附使用需求，此时装置整体与工作面的吸附力最小；而当装置在水平面正向吸附时，各部件重力都压在工作面上，此时行走机构1与工作面之间的压力过大，影响装置则正常行走，设置升降架6后，弹簧62可以间接推动磁吸单元14远离工作面，从而减小磁吸单元14与工作面之间的吸附力。另外，当装置需要跨越焊缝之类的凸起时，铰接设置的磁吸单元14会在凸起的作用下转动，从而避免磁吸单元顶触凸起，同时磁吸单元14会升降架6的方向移动，这可以使升降架6做出相应的移动，这可以给连接升降架6的打磨机5一定的活动余量，从而使打磨机5在遇见凸起时不会与凸起发生刚性碰撞。

另外，所用安装架3包括固定臂31和平行运动机构，其中固定臂31连接升降架6，平行运动机构与固定臂31连接；所述打磨机5水平连接平行运动机构上并可以始终平行移动；所述升降机构上端连接平行运动机构，下端连接打磨器，其中一端为固定连接，一端为铰接。在该装置工作时，打磨机5的底面需要与工作面贴合，在平行运动机构的作用下，无论升降机构怎么推动打磨机5，打磨机底面都能与工作面量好接触。其中，平行运动机构包括摆臂32，左右两侧对应的固定臂31的上部通过中连杆311固定连接，两根中连杆311保持等高且平行，在每根中连杆311上分别安装两根平行的摆臂32，摆臂32可绕中连杆311的轴线转动；所述摆臂32的下端铰接打磨机5，所有摆臂32在摆动过程中，始终保持平行；在打磨机5与安装架3之间设置的升降机构包括调节臂33和电动伸缩杆34，调节臂33的其中一端固定安装在其中一个中连杆311上，另一端铰接电动伸缩杆34，电动伸缩杆34的另一端铰接打磨机5。

所用打磨机5包括固定盘51、驱动装置52和安装转盘56，其中驱动装置52安装在固定盘51上部，安装转盘56安装在固定盘51底部，安装转盘56安装在驱动装置的转轴58上；所述安装转盘56上设置打磨片57，所用打磨片57具有韧性，并统一逆着安装转盘56转动的方向弯曲，打磨过程中，打磨片57贴着钢材表面。

为避免打磨过程中废屑飘散到空气中，在固定盘51周边设置遮罩54，工作状态下，遮罩54贴着工作面，且在固定盘51上设置排料口55，可以直接将打磨产生的碎屑排出。遮罩54用于防止打磨产生的废屑飞散，配合排料口55，则有利于废屑的集中排放，也可通过在排料口55增加抽风机来实现自动抽离废屑的目的。

考虑到钢材表面的倾角问题，安装转盘56通过万向连接结构4与驱动装置52的转轴58安装在一起，使得安装转盘56可以以非垂直于转轴58的状态工作，即安装转盘56可以通过偏转浮动来贴合工作面。当打磨机5遇到具有一定弧度的工作面时，安装转盘56可以做出适应性的调整，从而贴合工作面，完成打磨工作。具体地，所用万向连接结构4包括固定设置在转轴58下端的安装头41，该安装头41为球状，其表面纵向设置若干均匀分布的沟槽43；还包括固定设置在安装转盘56中部的套装头42，该套装头42顶部设置半球状凹槽，并通过凹槽套装在安装头41下半部，且在凹槽内壁设置与沟槽43一一卡合的卡头44；在套装头42上方设置上压环45，上压环45通过螺栓安装在安装转盘56上，且在上压环45的内壁贴合安装头41外壁。采用该结构，可以在固定盘51有限的空间内完成安装转盘56的浮动安装，同时，该结构便于拆装安装转盘56，方便后期维修。

本发明采用磁吸式行走机构1，可使装置整体吸附在钢材表面，从而使装置具有爬壁的功能，携带的打磨机在行走机构的驱动下，能够完成多种工况的打磨工作，而且在工作中，安装转盘可以根据钢板表面的倾斜情况自动贴合，灵活性高，该装置可以代替人工完成各种工况的钢材表面的打磨工作，效率高，打磨精细，除了船厂，对于与钢材有关的其他行业也都具有很大的使用价值。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。