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CN112452870A - 一种多自由度高压水射流式清洗设备 - Google Patents

一种多自由度高压水射流式清洗设备 Download PDF

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CN112452870A
CN112452870A CN202011131806.6A CN202011131806A CN112452870A CN 112452870 A CN112452870 A CN 112452870A CN 202011131806 A CN202011131806 A CN 202011131806A CN 112452870 A CN112452870 A CN 112452870A
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CN
China
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pressure water
water jet
arm
guide rail
jet nozzle
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Withdrawn
Application number
CN202011131806.6A
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English (en)
Inventor
姚玉南
许之凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
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Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
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    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B13/00—Accessories or details of general applicability for machines or apparatus for cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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    • B63B59/06—Cleaning devices for hulls
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Abstract

本发明公开了一种多自由度高压水射流式清洗设备，包括固定底座、升降臂、导轨滑块、伸缩臂、旋转臂、高压水射流喷头和摄像装置，固定底座上安装有升降臂，升降臂上安装有导轨滑块，导轨滑块水平方向安装有伸缩臂，旋转臂安装于伸缩臂上，旋转臂上安装有高压水射流喷头和摄像装置。本发明能够在空间较狭窄的区域或环境恶劣的场合进行清洗作业，通过摄像装置进行图像采集，实现控制高压水喷头自动对被清洗件进行全面清洗，提高清洗效率，节约清洗水用量，减少清洗时间和人力投入，提高清洗作业安全性。

Description

一种多自由度高压水射流式清洗设备
技术领域
本发明具体是一种高压水射流式清洗设备，涉及船舶清洗相关领域。
背景技术
船舶等大面积钢结构的表面除锈处理,传统工艺多为人工打磨和干气喷砂,传统的除锈工艺是采用干喷砂甚至人工敲击,劳动强度大、环境污染严重,大规模除锈生产线希望以新技术改变这种落后工艺。船舶表面还存被海洋生物附着的情况，需要人工对表面进行针对性清洗，造成较大的人力物力浪费，此外，人工清洗作业量大、工作环境恶劣，还存在诸多工作安全隐患。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种多自由度高压水射流式清洗设备，应用于船舶行业的船体表面铁锈及海洋污阻生物的清洗，其目的在于通过摄像装置对被清洗件进行图像采集，利用高压水流的冲刷对被清洗件进行清洗，提高清洗效率。
本发明是这样实现的，构造一种多自由度高压水射流式清洗设备，该装置包括固定底座、升降臂、导轨滑块、伸缩臂、旋转臂、高压水射流喷头和摄像装置，所述固定底座上安装有升降臂，所述升降臂上安装有导轨滑块，所述导轨滑块水平方向安装有伸缩臂，所述旋转臂安装于伸缩臂上，所述旋转臂上安装有高压水射流喷头和摄像装置。
优选的，所述摄像装置设置在高压水射流喷头的一侧，所述高压水射流喷头包括喷射水流的喷嘴，所述摄像装置拍摄方向和喷嘴喷射水流方向相交于一点。
优选的，所述摄像装置通过安装部固定在高压水射流喷头上，所述安装部为一L型板，L型板的一端固定在高压水射流喷头上，另一端连接摄像装置，所述摄像装置朝向高压水射流喷头喷水的一侧。
优选的，所述固定底座上设有控制系统，控制系统和步进电机连接，以控制升降臂的上下移动和伸缩臂的前后移动。
优选的，所述固定底座上设有高压水射流系统，所述高压水射流喷头与高压水泵通过管道连接，以控制高压水流的通断、水流的压力和流量。
优选的，所述旋转臂的两端分别与伸缩臂和高压水射流喷头连接，所述旋转臂与伸缩臂的轴线相重合，所述旋转臂的一端与伸缩臂相铰接，所述旋转臂可绕伸缩臂转动，所述旋转臂的另一端与高压水射流喷头相铰接，所述高压水射流喷头可绕旋转臂摆动。
优选的，所述旋转臂内部中空安装有供水流流经的管路，管路包括进水端和出水端，管路的出水端与高压水射流喷头连通，管路的进水端与高压水泵连接。
优选的，所述升降臂包括螺旋丝杆和导轨，所述升降臂的螺旋丝杆和导轨套在导轨滑块上，所述升降臂的导轨安装在固定底座上，所述伸缩臂包括螺旋丝杆和导轨，所述伸缩臂的螺旋丝杆和导轨套在导轨滑块上，所述伸缩臂的导轨与旋转臂固定板相连。
本发明具有如下优点：本发明通过改进在此提供一种多自由度高压水射流式清洗设备，与同类型设备相比，具有如下改进：
优点1：本发明所述一种多自由度高压水射流式清洗设备，在高压水射流喷头上安装摄像装置，在清洗过程中，摄像装置通过对被清洗件进行图像照射，以采集图像判别污染区域和污染程度评估，高压水射流喷头对被清洗件进行冲刷清洗，提高了清洗效果和效率。
优点2：本发明所述一种多自由度高压水射流式清洗设备，设置了升降臂、伸缩臂和旋转臂，升降臂带动高压水射流喷头沿竖直方向运动，可实现对被清洗件纵向上大面积的清洗；伸缩臂带动高压水喷头沿伸缩方向运动，可实现对被清洗件的不同距离进行清洗；旋转臂绕伸缩臂旋转，改变高压水射流喷头的喷水方向，对被清洗件进行全面清洗处理。
附图说明
图1是本发明高压水射流式清洗设备的主视图；
图2是本发明高压水射流式清洗设备的俯视图。
其中：固定底座-1、水管-2、升降臂-20、升降臂步进电机-21、升降臂弹性套柱联轴器-22、导轨滑块-30、伸缩臂-40、伸缩臂弹性套柱联轴器-41、伸缩臂电机安装板-42、伸缩臂步进电机-43、伸缩臂固定板-44、旋转臂-50、旋转臂固定板-51、旋转臂步进电机-52、高压水射流喷头-60、摄像装置-70。
具体实施方式
下面将结合附图1-2对本发明进行详细说明，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。
本发明通过改进在此提供一种多自由度高压水射流式清洗设备，包括固定底座1、升降臂20、导轨滑块30、伸缩臂40、旋转臂50、高压水射流喷头60和摄像装置70，固定底座1上安装有升降臂20，升降臂20上安装有导轨滑块30，导轨滑块30水平方向安装有伸缩臂40，旋转臂50安装于伸缩臂40上，其特征在于：旋转臂50上安装有高压水射流喷头60和摄像装置70，设置的摄像装置70可对被清洗件进行图像采集，而高压水射流喷头60可根据摄像装置70采集的图像对被清洗件进行冲洗，提高了清洗效果，节约了清洗水用量。
进一步的，所述摄像装置70设置在高压水射流喷头60的一侧，高压水射流喷头60包括喷射水流的喷嘴，摄像装置70拍摄方向和喷嘴喷射水流方向相交于一点，相交的点处于被清洗件的表面。
进一步的，所述摄像装置70通过安装部固定在高压水射流喷头60上，安装部为一L型板，L型板的一端固定在高压水射流喷头60上，另一端连接摄像装置70，摄像装置70朝向高压水射流喷头60喷水的一侧。
进一步的，所述固定底座1上设有控制系统，控制系统和步进电机连接，以控制升降臂的上下移动和伸缩臂的前后移动。
进一步的，所述固定底座1上设有高压水射流系统，高压水射流喷头60与高压水泵通过管道连接，以控制高压水流的通断、水流的压力和流量。
进一步的，所述旋转臂50的两端分别与伸缩臂40和高压水射流喷头60连接，旋转臂50与伸缩臂40的轴线相重合，旋转臂50的一端与伸缩臂40相铰接，旋转臂50可绕伸缩臂40转动，旋转臂50的另一端与高压水射流喷头60相铰接，高压水射流喷头60可绕旋转臂50摆动。
进一步的，所述旋转臂50内部中空安装有供水流流经的管路，管路包括进水端和出水端，管路的出水端与高压水射流喷头60连通，管路的进水端与高压水泵连接。
进一步的，所述升降臂20包括螺旋丝杆和导轨，升降臂20的螺旋丝杆和导轨套在导轨滑块30上，升降臂20的导轨安装在固定底座1上，伸缩臂40包括螺旋丝杆和导轨，伸缩臂40的螺旋丝杆和导轨套在导轨滑块30上，伸缩臂40的导轨与旋转臂固定板51相连。
进一步的，所述高压水泵选用高压往复泵，高压水射流介质的工作压力为10MPa～100MPa，水射流的压力和流量可以根据实际污垢程度进行调节。
进一步的，所述升降臂20、伸缩臂40、旋转臂50分别由步进电机驱动。
本发明通过改进提供一种多自由度高压水射流式清洗设备，工作原理如下；
第一，在固定底座1的底部安装有固定夹具，当船舶表面需要清洗时，高压水射流式清洗设备移动至被清洗件的前面进行固定，固定底座1的上侧设有螺孔，螺孔处与升降臂20进行连接，固定底座1为一内部中空的箱体结构，固定底座1的内部设有高压水泵系统，高压水泵与水管2的进水端相连接，向管路中提供高压水，管路的出水端与高压水射流喷头60相连接，高压水经高压水射流喷头60喷出；
第二，在导轨滑块30通过升降臂导杆套在升降臂20上，升降臂20与升降臂步进电机21通过升降臂弹性套柱联轴器22连接，升降臂步进电机21带动升降臂20中的螺旋丝杆进行转动，从而带动导轨滑块30的纵向移动，以调整伸缩臂40的垂直高度；
第三，缩臂固定板44通过螺纹连接固定在伸缩臂40的导杆上，伸缩臂固定板44与旋转臂安装板51通过螺栓进行固定；
第四，旋转臂50与旋转臂安装板51之间铰接，旋转臂50可绕旋转臂安装板51转动，旋转臂步进电机52通过螺栓固定在旋转臂安装板51上，旋转臂步进电机52与旋转臂50通过齿轮进行连接，从而带动旋转臂50进行转动；
第五，在旋转臂50的最前端安装高压水射流喷头60，高压水流通过水管2流到高压水射流喷头60上并向外喷射水流，高压水喷头60上设有至少一个摄像装置70，摄像装置70对被清洗件进行图像采集，以对污垢的位置及污浊度进行判别，高压水射流喷头60根据摄像装置70采集到的图像对被清洗件进行冲洗，摄像装置70的照射方向和高压水射流喷头60喷水方向相交于一点，相交的点处于被清洗件的表面；
第六，摄像装置70通过安装部固定在高压水射流喷头60上，所述安装部为一L型板，L型板的一端固定在高压水射流喷头60上，另一端连接摄像装置70，摄像装置70朝向高压水射流喷头60喷水的一侧。
本发明通过改进提供一种多自由度高压水射流式清洗设备，在高压水射流喷头60上安装摄像装置70，在清洗过程中，摄像装置70通过对被清洗件进行图像照射，以采集图像判别污染区域和污染程度评估，高压水射流喷头60对被清洗件进行冲刷清洗，提高了清洗效果和效率；设置了升降臂20、伸缩臂40和旋转臂50，升降臂20带动高压水射流喷头60沿竖直方向运动，可实现对被清洗件纵向上大面积的清洗；伸缩臂40带动高压水喷头60沿伸缩方向运动，可实现对被清洗件的不同距离进行清洗；旋转臂50绕伸缩臂40旋转，改变高压水射流喷头60的喷水方向，对被清洗件进行全面清洗处理。

Claims (8)

1.一种多自由度高压水射流式清洗设备，包括固定底座(1)、升降臂(20)、导轨滑块(30)、伸缩臂(40)、旋转臂(50)、高压水射流喷头(60)和摄像装置(70)，所述固定底座(1)上安装有升降臂(20)，所述升降臂(20)上安装有导轨滑块(30)，所述导轨滑块(30)水平方向安装有伸缩臂(40)，所述旋转臂(50)安装于伸缩臂(40)上，其特征在于：所述旋转臂(50)上安装有高压水射流喷头(60)和摄像装置(70)。
2.根据权利要求1所述一种多自由度高压水射流式清洗设备，其特征在于：所述摄像装置(70)设置在高压水射流喷头(60)的一侧，所述高压水射流喷头(60)包括喷射水流的喷嘴，所述摄像装置(70)拍摄方向和喷嘴喷射水流方向相交于一点。
3.根据权利要求1所述一种多自由度高压水射流式清洗设备，其特征在于：所述摄像装置(70)通过安装部固定在高压水射流喷头(60)上，所述安装部为一L型板，L型板的一端固定在高压水射流喷头(60)上，另一端连接摄像装置(70)，所述摄像装置(70)朝向高压水射流喷头(60)喷水的一侧。
4.根据权利要求1所述一种多自由度高压水射流式清洗设备，其特征在于：所述固定底座(1)上设有控制系统，控制系统和步进电机连接。
5.根据权利要求1所述一种多自由度高压水射流式清洗设备，其特征在于：所述固定底座(1)上设有高压水射流系统，所述高压水射流喷头(60)与高压水泵通过管道连接。
6.根据权利要求1所述一种多自由度高压水射流式清洗设备，其特征在于：所述旋转臂(50)的两端分别与伸缩臂(40)和高压水射流喷头(60)连接，所述旋转臂(50)与伸缩臂(40)的轴线相重合，所述旋转臂(50)的一端与伸缩臂(40)相铰接，所述旋转臂(50)可绕伸缩臂(40)转动，所述旋转臂(50)的另一端与高压水射流喷头(60)相铰接，所述高压水射流喷头(60)可绕旋转臂(50)摆动。
7.根据权利要求5所述一种多自由度高压水射流式清洗设备，其特征在于：所述旋转臂(50)内部中空安装有供水流流经的管路，管路包括进水端和出水端，管路的出水端与高压水射流喷头(60)连通，管路的进水端与高压水泵连接。
8.根据权利要求1所述一种多自由度高压水射流式清洗设备，其特征在于：所述升降臂(20)包括螺旋丝杆和导轨，所述升降臂(20)的螺旋丝杆和导轨套在导轨滑块(30)上，所述升降臂(20)的导轨安装在固定底座(1)上，所述伸缩臂(40)包括螺旋丝杆和导轨，所述伸缩臂(40)的螺旋丝杆和导轨套在导轨滑块(30)上，所述伸缩臂(40)的导轨与旋转臂固定板(51)相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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