一种水下文物修复用多功能清理装置的制作方法

本实用新型涉及机械工程和文物修复技术领域，具体涉及一种用于水下文物修复的多功能清理装置。

背景技术：

文物是中华民族悠久历史文化的见证，是中国古代劳动人民的非凡创造和智慧结晶，因而保护和修复文物的意义重大。我国河流、湖泊、海洋下隐藏的文化遗迹众多，据国家文物局水下文化遗产保护中心的数据显示，我国已经确认241处水下文化遗存，而在水下考古已发掘的文物中，陶瓷类文物占90%以上。水下文物与陆地出土文物相比，具有高盐、凝结物、脆弱和量大等特点。面对数量巨大的文物集中出水时，探索出一套高效的水下陶瓷器脱盐、除垢的保护方法显得尤为重要。水下文物的修复工作包括清除文物上的附着物和修补文物残缺部分总共两部分的内容，但是无论是清除文物上的灰尘和颗粒凝结物，还是吸除文物在打磨修补时产生的粉尘，清理工作必不可少。现在中国亟待修复的水下文物数量十分庞大，不仅仅是刚出水的文物需要修复，还有许多文物因为保存环境不好产生了损坏也需要修复，但是从事文物修复的人员又极少，在中国制造2025战略的大背景下，文物修复领域装置的机械化和自动化是目前发明的趋势。

目前，国内的文物局和博物馆等一些文物研究保护单位已经发明了一些应用于文物修复和清理领域的装置。山东省济宁市曲阜市文物局的孔庆柱发明了一种文物修复用多功能操作台（专利授权号：CN207290016U），其包括操作台体、铰接轴、角度调节腔、储物柜和转动槽，能扩大操作台的使用范围，增加操作台使用时的便利程度，但面对修复数量巨大的文物时，该操作台仍需要文物修复人员的专业操作，效率没有明显提高。郑州博物馆的申永峰等人发明了一种用于文物修复的装置（专利授权号CN206780340U），装置由底座、转盘、载物盘、调心螺栓和限位螺母等构成，可有效解决转盘定位的问题从而保证修复质量，但是该装置自身不带有修复和清理功能。安徽徽博文物修复研究所的付远慧发明了一种文物修复用除尘设备（专利授权号：CN206854171U），该设备可以通过调节放置台的高度实现软毛刷对不同高度的文物的清扫，除尘速度快，但是该装置的除尘和清理设备过于单一。现有的一些文物修复和除尘设备，机械自动化水平较低，比如重庆中国三峡博物馆的周理坤等人发明的文物除尘刷（专利授权号：CN204445692U）和故宫博物院的王允丽等人发明的多功能文物除尘布（专利授权号：CN206646273U），这些装置结构简单，使用方便，但缺点是在面对大批量文物清理和除尘时要耗费大量的人力和时间。根据水下文物的特点和文物修复的要求，本实用新型提出一种水下文物修复用多功能清理装置，配合修复水下文物使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有装置和设备机械化和自动化水平较低，在面对大批量文物清理和修复时要耗费大量人力的问题，提供一种水下文物修复用多功能清理装置，能够满足水下文物尤其是陶瓷类文物的修复和清理，在水下文物修复方面有很高的应用前景。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种水下文物修复用多功能清理装置，其特征是，所述清理装置包括底座，底座一端设置立柱，立柱上设有支撑臂，支撑臂上通过导轨安装有固定箱；固定箱内设置槽轮机构，槽轮机构包括链条、驱动链轮、从动链轮、圆柱销和槽轮；第二电机驱动连接驱动链轮，驱动链轮、从动链轮上设置链条，链条上安装有一个圆柱销，圆柱销与链条垂直设置；固定箱底部通过旋转轴、轴承安装有槽轮，槽轮位于从动链轮下方，槽轮上的径向槽与圆柱销相配合；链条内圆周侧壁上设有凸块组，凸块组伸出链条外并位于槽轮一侧，凸块组与链条垂直设置，凸块组设有缺口，缺口长度为从动链轮周长的四分之一，圆柱销位于缺口的中点；

旋转轴伸出固定箱外并连接有轴，轴上安装转动盘，转动盘四周分别设有除尘吸附海绵、清洁修复刷、吸尘干燥器和超细纤维布。

优选的，所述支撑臂穿套在立柱上，支撑臂与立柱垂直设置，支撑臂上螺纹连接升降丝杠，升降丝杠与支撑臂垂直设置，升降丝杠上端设置在立柱上，第一电动机驱动连接升降丝杠。

优选的，所述固定箱内侧壁上加工有梯形导轨，支撑臂外侧壁设有梯形槽，梯形导轨设置在梯形槽中实现固定箱与支撑臂的连接。

优选的，所述转动盘与除尘吸附海绵、转动盘与清洁修复刷、转动盘与吸尘干燥器和转动盘与超细纤维布之间分别通过螺栓相连。

优选的，所述转动盘上设有十字形支架，十字形支架四端分别设有除尘吸附海绵、清洁修复刷、吸尘干燥器和超细纤维布。

优选的，所述底座上设有工作台，工作台位于转动盘的下方。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型结构简单，操作方便。利用立柱上的升降丝杠和支撑臂上的梯形槽，可以轻松地将转动盘上的清理工具送至待处理文物表面，相比于人工清理，节省了搬运时间。

第二，本实用新型适用范围大，应用前景广。利用固定箱中的槽轮机构，一方面，可以分别采用除尘吸附海绵、超细纤维布、吸尘干燥器和清洁修复刷这四种清理工具对待处理文物表面进行清理，能满足包括陶瓷类文物在内的绝大部分水下文物的清理需求。另一方面，槽轮机构链条上的部分链节具有凸块组特殊的延长部分，凸块组这些延长部分所组成的圆弧能够在暂停时锁紧槽轮，保证机构的平稳运行。

附图说明

图1是本实用新型一种水下文物修复用多功能清理装置的主视图。

图2a是图1所述的清理装置中槽轮机构的结构示意图（圆柱销刚进入槽轮的径向槽。

图2b是图1所述的清理装置中槽轮机构的结构示意图（圆柱销位于槽轮的径向槽）。

图2c是图1所述的清理装置中槽轮机构的结构示意图（圆柱销离开槽轮的径向槽）。

图3是图1所述的清理装置中固定箱的局部结构示意图。

图中：底座1、立柱2、支撑臂3、升降丝杠4、第一电动机51、第二电动机52、固定箱6、除尘吸附海绵7、清洁修复刷8、吸尘干燥器9、转动盘10、超细纤维布11、工作台12、链条13、驱动链轮14、圆柱销15、槽轮16、端盖17、轴套18、轴承19、旋转轴20、从动链轮21、梯形槽22、凸块组23。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步描述。

如图1-3所示，一种水下文物修复用多功能清理装置，包括底座1、立柱2、支撑臂3、升降丝杠4、第一电动机51、第二电动机52、固定箱6、除尘吸附海绵7、清洁修复刷8、吸尘干燥器9、转动盘10、超细纤维布11、工作台12、链条13、驱动链轮14、圆柱销15、槽轮16、端盖17、轴套18、轴承19和旋转轴20、从动链轮21。

立柱2固定在底座1的一端，立柱2外面套有支撑臂3，支撑臂3与升降丝杠4连成一体，在固定在立柱2上的第一电动机5的作用下，支撑臂3一端可套在立柱2上做上下移动，固定箱6安装在支撑臂3的水平导轨上，固定箱6里面设置槽轮机构，槽轮机构由链条13、驱动链轮14、从动链轮21、圆柱销15和槽轮16等组成，槽轮16通过旋转轴20带动转动盘10旋转，旋转轴20与固定箱6之间安装有轴承19，旋转轴20两端有端盖17分别与转动盘10和固定箱6安装，转动盘10和固定箱6之间安装有轴18，转动盘10四周围绕着除尘吸附海绵7、清洁修复刷8、吸尘干燥器9和超细纤维布11等四种清理工具。

链条13内圆周侧壁上设有凸块组23，凸块组23伸出链条13外并位于槽轮16一侧，凸块组23与链条13垂直设置，凸块组23设有缺口，缺口长度为从动链轮周长的四分之一，圆柱销位于缺口的中点。

水下文物修复用多功能清理装置的工作原理为：为了能够有效提高水下文物清理的效率，首先可以利用立柱2上的升降丝杠4和支撑臂3上的梯形槽22，将转动盘10上的清理工具送至待处理文物表面。支撑臂3左端为一套筒，该套筒穿套在立柱2上，支撑臂3与升降丝杠4螺纹连接，支撑臂3与升降丝杠4组成螺旋传动机构，第一电机51带动升降丝杠4旋转，升降丝杠4旋转运动转化为支撑臂3的上下直线运动，立柱2作为支撑臂3上下运动的导轨立柱2上的第一电动机51带动升降丝杠4，支撑臂3借助升降丝杠4的作用力，可沿立柱2外壁做垂直运动。固定箱6外侧壁上设有操作手轮，固定箱6内侧壁上加工有梯形导轨，使固定箱6沿着支撑臂3外侧壁上开设的梯形槽22移动。相比于人工清理，大大节省了搬运时间。然后控制固定箱6上的第二电动机52，使其带动槽轮机构的驱动链轮14旋转，驱动链轮14带动链条13运动，链条13上安装有一个与槽轮16相配合的圆柱销15，圆柱销15每转动一周期就拨动一下槽轮16，圆柱销15随着链条转动一周期的时间等于槽轮16每转动90°之间的暂停时间。

当圆柱销进入槽轮的径向槽时，部分链节的凸块构成的圆弧的端点恰好离开槽轮圆弧的中点，于是槽轮可以开始转动；

当圆柱销离开槽轮的径向槽时，部分链节的凸块构成的圆弧的端点恰好到达槽轮圆弧的中点，此时链轮继续转动，圆弧的端点越过槽轮圆弧的中点，槽轮被锁住；

在圆柱销离开槽轮的径向槽后，部分链节的凸块构成的圆弧与槽轮圆弧密切接触，槽轮被锁住而不能向任何方向转动，从而实现槽轮的定位和锁紧。

槽轮机构控制转动10的旋转，从而选择所需的清理工具，转动盘10与除尘吸附海绵7、清洁修复刷8、吸尘干燥器9和超细纤维布11之间通过螺栓相连，如果清理工具在清理过程中损坏或者已经磨损到一定程度不能再使用了，这四种清理工具是可以被拆卸和替换的。当待处理文物的表面已经被清理干净后，便从工作台12上取下该文物，换上另一个待修复的文物，重复上述过程，直至完成全部清理工作。因此该装置能满足包括陶瓷类文物在内的绝大部分水下文物的清理需求，适用于大批量水下文物的清理修复工作，有效缩短了文物清理过程中的调整时间，在水下文物修复方面很有应用前景。