一种船体喷涂作业自动装置及方法，该装置包括底板，底板的一端转动连接有两个前行走轮，底板的另外一端转动连接有两个后行走轮，底板上固定设置有箱体，箱体内固定设置有驱动电机，箱体内固定设置有调向电机，调向电机的输出轴上同轴固连有垂直支撑杆，垂直支撑杆的顶部开设有圆柱形导向腔，圆柱形导向腔的周侧均匀固设有若干个单向阀，垂直支撑杆的上端垂直固连有垂直导流管，垂直导流管的上端连通设置有水平导流管，水平导流管连通有若干个垂直向下的喷头，箱体的顶部还固定设置有涂料罐，涂料罐的出口水平设置并通过单向阀与圆柱形导向腔相连通。本发明能够对船体进行自动化喷涂，能够覆盖角落等难以喷涂的地方，同时喷涂的涂层分布均匀。
1.一种船体喷涂作业自动方法，其特征在于：采用船体喷涂作业自动装置，所述船体喷涂作业自动装置包括长方形的底板（3），所述底板（3）的一端转动连接有两个前行走轮（4），所述底板的另外一端转动连接有两个后行走轮（2），所述底板（3）上固定设置有箱体（5），所述箱体（5）内固定设置有用于驱动所述后行走轮（2）转动的驱动电机（6），所述箱体（5）内固定设置有调向电机（10），所述调向电机（10）的输出轴垂直向上设置，所述调向电机（10）的输出轴上同轴固连有垂直支撑杆（14），所述垂直支撑杆（14）向上穿出所述箱体（5），所述垂直支撑杆（14）的顶部开设有圆柱形导向腔（15），所述圆柱形导向腔（15）的周侧均匀固设有若干个单向阀（17），所述单向阀（17）的导通方向为从外向内，所述垂直支撑杆（14）的上端垂直固连有垂直导流管（16），所述垂直导流管（16）与所述圆柱形导向腔（15）相连通，所述垂直导流管（16）的上端连通有水平导流管（18），所述水平导流管（18）连通有若干个垂直向下的喷头（19），所述箱体（5）的顶部还固定设置有涂料罐（9），所述涂料罐（9）的出口水平设置并通过所述单向阀（17）与所述圆柱形导向腔（15）相连通，所述箱体（5）内部的顶壁上固定设置有电源（8），所述驱动电机（6）和所述调向电机（10）均与所述电源（8）电连接；所述水平导流管（18）的一端连通有两个所述喷头（19），所述水平导流管（18）的另外一端连通有四个所述喷头（19）；所述底板（3）的一端转动连接有前轮轴（20），两个所述前行走轮（4）分别固定套设在所述前轮轴（20）的两端，所述底板（3）的另外一端转动连接有后轮轴（30），两个所述后行走轮（2）分别固定套设在所述后轮轴（30）的两端，所述前行走轮（4）和所述后行走轮（2）上均设置有防滑条（1）；所述底板（3）通过一个转轴（22）与所述前轮轴（20）的中部转动连接，所述底板（3）上还固定设置有气缸（23），所述气缸（23）的输出轴通过连接件（21）与所述前轮轴（20）的一端转动连接；所述连接件（21）呈圆柱形，所述连接件（21）的中心处开设有限位腔（29），所述限位腔（29）呈沙漏形，所述气缸（23）的输出轴从侧方与所述连接件（21）固定连接，所述前轮轴（20）沿所述连接件（21）的长度方向从所述限位腔（29）中穿过，并包括如下步骤：S1、在控制器内预先输入要喷涂部件的形状及相应的装置行走路线；
S3、涂料罐（9）内的涂料从喷头（19）中向下喷出实现喷涂。
2.如权利要求1所述的一种船体喷涂作业自动方法，其特征在于：所述后轮轴（30）的中部通过齿轮箱（25）传动连接有传动轴（26），所述传动轴（26）沿所述底板（3）的长度方向延伸，所述传动轴（26）上固定套设有从动齿轮（28），所述驱动电机（6）的输出轴上固定套设有主动齿轮（7），所述主动齿轮（7）和所述从动齿轮（28）相啮合。
3.如权利要求2所述的一种船体喷涂作业自动方法，其特征在于：所述底板（3）通过若干个第二轴承（27）与所述传动轴（26）转动连接；所述底板（3）通过若干个第一轴承（24）与所述后轮轴（30）转动连接。
4.如权利要求1所述的一种船体喷涂作业自动方法，其特征在于：所述垂直支撑杆（14）与所述箱体（5）的顶壁之间通过角接触轴承（13）转动连接。
5.如权利要求1所述的一种船体喷涂作业自动方法，其特征在于：所述箱体（5）内部的顶壁上还固定设置有无线通信装置（11），所述无线通信装置（11）电连接有天线（12），所述天线（12）向上穿出所述箱体（5）。
一种船体喷涂作业自动装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及船舶制造领域，具体地说是一种船体喷涂作业自动装置及方法。
背景技术
[0002] 喷涂作业是船舶制造的三大工艺技术之一，在船舶制造过程中起着举足轻重的作用。长期以来船舶喷涂由于船舶体积大，结构复杂，现有厂房结构有局限，一般采用人工作业。但是人工喷涂较为困难，漆膜质量难以保证，存在生产效率低、质量不稳定等问题。另外，在此过程中产生的大量苯、醛类等有害气体造成环境污染，影响到操作工人的身体健康及劳动情绪，并且喷涂质量受员工的技术水平、情绪等因素影响较大，噪声喷涂工序的返喷率较高，制约了生产能力。
[0003] 目前出现的用于船舶表面喷涂作业的装置，多采用永磁体履带吸附技术，此类装置大多履带结构僵硬，难以在运动过程中实现频繁的曲率变化，与船体表面的附着面较小，吸附力不强，因此存在两个问题：一是，在经过曲率较大的船体表面处，履带与船体表面的有效接触面积减小，例如船舶首尾部、舭部等一些曲面弧度较大的部位，装置的履带或动轮不能与船体表面达到正常工作要求的有效贴合面积的最小值，因此降低了吸附力，导致整个装置不能正常行进，甚至发生坠落事故；二是，由于自身相对固定的履带和内部结构形式，在曲率各不相同并且变化较大的船体表面，装置所搭载的喷涂设备不能保持一个良好的作业姿态，影响船体表面喷涂作业质量。
发明内容
[0004] 为了解决现有技术的不足，本发明提供一种船体喷涂作业自动装置及方法，能够对船体进行自动化喷涂，能够覆盖角落等难以喷涂的地方，不会留下死角，同时喷涂的涂层分布均匀，性能良好。
[0005] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船体喷涂作业自动装置，包括长方形的底板，所述底板的一端转动连接有两个前行走轮，所述底板的另外一端转动连接有两个后行走轮，所述底板上固定设置有箱体，所述箱体内固定设置有用于驱动所述后行走轮转动的驱动电机，所述箱体内固定设置有调向电机，所述调向电机的输出轴垂直向上设置，所述调向电机的输出轴上同轴固连有垂直支撑杆，所述垂直支撑杆向上穿出所述箱体，所述垂直支撑杆的顶部开设有圆柱形导向腔，所述圆柱形导向腔的周侧均匀固设有若干个单向阀，所述单向阀的导通方向为从外向内，所述垂直支撑杆的上端垂直固连有垂直导流管，所述垂直导流管与所述圆柱形导向腔相连通，所述垂直导流管的上端连通设置有水平导流管，所述水平导流管连通有若干个垂直向下的喷头，所述箱体的顶部还固定设置有涂料罐，所述涂料罐的出口水平设置并通过所述单向阀与所述圆柱形导向腔相连通，所述箱体内部的顶壁上固定设置有电源，所述驱动电机和所述调向电机均与所述电源电连接。
[0006] 优选的，所述水平导流管的一端连通有两个所述喷头，所述水平导流管的另外一端连通有四个所述喷头。
[0007] 优选的，所述底板的一端转动连接有前轮轴，两个所述前行走轮分别固定套设在所述前轮轴的两端，所述底板的另外一端转动连接有后轮轴，两个所述后行走轮分别固定套设在所述后轮轴的两端，所述前行走轮和所述后行走轮上均设置有防滑条。
[0008] 优选的，所述后轮轴的中部通过齿轮箱传动连接有传动轴，所述传动轴沿所述底板的长度方向延伸，所述传动轴上固定套设有从动齿轮，所述驱动电机的输出轴上固定套设有主动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮相啮合。
[0009] 优选的，所述底板通过若干个第二轴承与所述传动轴转动连接。
[0010] 优选的，所述底板通过若干个第一轴承与所述后轮轴转动连接。
[0011] 优选的，所述底板通过一个转轴与所述前轮轴的中部转动连接，所述底板上还固定设置有气缸，所述气缸的输出轴通过连接件与所述前轮轴的一端转动连接。
[0012] 优选的，所述连接件呈圆柱形，所述连接件的中心处开设有限位腔，所述限位腔呈沙漏形，所述气缸的输出轴从侧方与所述连接件固定连接，所述前轮轴沿所述连接件的长度方向从所述限位腔中穿过。
[0013] 优选的，所述垂直支撑杆与所述箱体的顶壁之间通过角接触轴承转动连接。
[0014] 优选的，所述箱体内部的顶壁上还固定设置有无线通信装置，所述无线通信装置电连接有天线，所述天线向上穿出所述箱体。
[0015] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船体喷涂作业自动方法，采用上述的船体喷涂作业自动装置，并包括如下步骤：
[0016] S1、在控制器内预先输入要喷涂部件的形状及相应的装置行走路线；
[0017] S2、装置沿行走路线移动；
[0018] S3、涂料罐（9）内的涂料从喷头（19）中向下喷出实现喷涂。
[0019] 本发明能够对船体进行自动化喷涂，效率更高，而且能够覆盖角落等难以喷涂的地方，不会留下死角，同时喷涂的涂层分布均匀，性能良好。
附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021] 图1是本发明实施例的整体结构示意图。
[0022] 图2是本发明实施例的传动方式示意图。
[0023] 图3是本发明实施例的连接件结构示意图。
[0024] 图4是本发明实施例的作业流程图。
[0025] 附图标记：1-防滑条，2-后行走轮，3-底板，4-前行走轮，5-箱体，6-驱动电机，7-主动齿轮，8-电源，9-涂料罐，10-调向电机，11-无线通信装置，12-天线，13-角接触轴承，14-垂直支撑杆，15-圆柱形导向腔，16-垂直导流管，17-单向阀，18-水平导流管，19-喷头，20-前轮轴，21-连接件，22-转轴，23-气缸，24-第一轴承，25-齿轮箱，26-传动轴，27-第二轴承，28-从动齿轮，29-限位腔，30-后轮轴。
具体实施方式
[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027] 请参阅图1至4，图1是本发明实施例的整体结构示意图，图2是本发明实施例的传动方式示意图，图3是本发明实施例的连接件结构示意图，图4是本发明实施例的作业流程图。
[0028] 一种船体喷涂作业自动装置，包括长方形的底板3，底板3的一端转动连接有前轮轴20，底板3通过一个转轴22与前轮轴20的中部转动连接，前轮轴20的两端各固定套设有一个前行走轮4，底板3的另外一端转动连接有后轮轴30，底板3通过若干个第一轴承24与后轮轴30转动连接，后轮轴30的两端各固定套设有一个后行走轮2，后轮轴30的中部通过齿轮箱25传动连接有传动轴26，底板3通过若干个第二轴承27与传动轴26转动连接，传动轴26沿底板3的长度方向延伸，传动轴26上固定套设有从动齿轮28。
[0029] 底板3上固定设置有箱体5，箱体5内固定设置有用于驱动后行走轮2转动的驱动电机6，驱动电机6的输出轴上固定套设有主动齿轮7，主动齿轮7和从动齿轮28相啮合。前行走轮4和后行走轮2上均设置有防滑条1。底板3上还固定设置有气缸23，气缸23的输出轴通过连接件21与前轮轴20的一端转动连接。连接件21呈圆柱形，连接件21的中心处开设有限位腔29，限位腔29呈沙漏形，气缸23的输出轴从侧方与连接件21固定连接，前轮轴20沿连接件21的长度方向从限位腔29中穿过。
[0030] 箱体5内固定设置有调向电机10，调向电机10的输出轴垂直向上设置，调向电机10的输出轴上同轴固连有垂直支撑杆14，垂直支撑杆14向上穿出箱体5，垂直支撑杆14与箱体5的顶壁之间通过角接触轴承13转动连接。垂直支撑杆14的顶部开设有圆柱形导向腔15，圆柱形导向腔15的周侧均匀固设有若干个单向阀17，单向阀17的导通方向为从外向内，垂直支撑杆14的上端垂直固连有垂直导流管16，垂直导流管16与圆柱形导向腔15相连通，垂直导流管16的上端连通设置有水平导流管18，水平导流管18连通有若干个垂直向下的喷头
19，具体的说水平导流管18的一端连通有两个喷头19，水平导流管18的另外一端连通有四个喷头19。箱体5的顶部还固定设置有涂料罐9，涂料罐9的出口水平设置并通过单向阀17与圆柱形导向腔15相连通，箱体5内部的顶壁上还固定设置有电源8和控制器，所述控制器可以采用STM32系列单片机、STC系列单片机等。
[0031] 箱体5内部的顶壁上还固定设置有无线通信装置11，无线通信装置11电连接有天线12，天线12向上穿出箱体5。驱动电机6、调向电机10、气缸23和无线通信装置11均与电源8和控制器电连接。
[0032] 在使用前，可以在控制器内预先输入要喷涂部件的形状及相应的装置行走路线。在使用时，装置可以沿设置好的路线进行移动，由驱动电机6通过主动齿轮7和从动齿轮28的啮合带动传动轴26转动，进而由传动轴26通过齿轮箱25带动后轮轴30转动，最终带动后行走轮2转动推动装置移动。当需要转向的时候，控制器驱动气缸23输出或者收回，进而通过连接件21带动前轮轴20和前行走轮4转动，实现转向。装置在移动过程中，涂料罐9内的涂料喷入到圆柱形导向腔15内，然后沿着垂直导流管16和水平导流管18移动，最终从喷头19向下喷出实现喷涂。在遇到角落的时候，控制器可以通过控制调向电机10转动来带动垂直支撑杆14、垂直导流管16、水平导流管18和喷头19转动，从而对角落等难以喷涂的地方进行喷涂，因为单向阀17的导通方向是从外向内的，所以在垂直支撑杆14转动过程中涂料不会从圆柱形导向腔15内流出。喷头19的数量可以设置为不对称的形式，可以对不同宽度的喷涂部件或者喷涂部位进行喷涂，避免局部多次喷涂造成涂层厚度不均匀，从而保证涂层性能。
[0033] 对于已经装配好的船体，可以将前行走轮4和后行走轮2设置为磁性材质，从而使装置可以吸附在船体表面进行喷涂。
[0034] 本发明能够对船体进行自动化喷涂，效率更高，而且能够覆盖角落等难以喷涂的地方，不会留下死角，同时喷涂的涂层分布均匀，性能良好。
[0035] 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
