一种桁架式画线机的制作方法

1.本发明涉及智能装备技术领域，尤其是涉及一种桁架式画线机。

背景技术：

2.海洋平台甲板结构体主要由钢面板、钢梁、支承柱和其它部件组成，制造过程中先将数十块标准长宽的钢板原料拼焊成一个整体的甲板平面；然后在大的甲板面板上规划画出型钢梁、支承柱和其它部件的安装位置、连接外轮廓、安装图文信息；之后按照工序安装型钢梁、支承柱和其它部件，并焊接固定行成一个基本的甲板片结构体，最后将多个甲板片结构组合拼接搭建并配置其它设备设施，建成一个基本的海洋平台结构体。
3.甲板平面画线标注是建造海洋平台结构体关键工序之一，现有的操作一般是采用人工画线，人工画线要用多种标尺和画线工具，需要处理的画线面积达到数百平方米、画线交错复杂、图文数据量大等难题；还存在画线工作需要多人协作、工人技能要求高、工作效率低、画线基准设定困难、笔画粗细随机性大、画线误差大、标注不明显和多次返工重画等问题。

技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种桁架式画线机。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种桁架式画线机，包括：
7.门架梁，所述门架梁横跨于甲板上，并且可沿着船舶主梁方向在甲板上移动；
8.画线机桁架，所述画线机桁架的顶端滑动连接所述门架梁的横杆，可以沿着横杆轴向移动；
9.画线机组件，所述画线机组件设置于所述画线机桁架的底部。
10.在另一优选的实例中，所述画线机组件包括升降模块、竖直旋转模块、水平旋转模块和画线喷头，所述升降模块固定连接所述画线机桁架，所述竖直旋转模块连接所述升降模块的升降端，所述水平旋转模块连接所述竖直旋转模块的旋转端，所述画线喷头连接所述水平旋转模块的旋转端。
11.在另一优选的实例中，所述升降模块包括升降电机、升降支架、丝杠结构和升降板，所述升降支架竖直设置，所述丝杠结构设置于所述升降支架内，所述升降电机设置于所述升降支架的顶端，所述升降板滑动设置于所述升降支架的一侧，所述丝杠结构的丝杆连接所述升降电机，所述丝杠结构的螺母连接所述升降板。
12.在另一优选的实例中，所述升降模块为升降气缸，所述升降气缸的活动端设有升降板，所述竖直旋转模块安装于所述升降板上。
13.在另一优选的实例中，所述竖直旋转模块为竖直旋转电机，所述竖直旋转电机的壳体连接所述升降板，所述竖直旋转电机的输出轴水平设置，并且通过安装架连接所述水平旋转模块；水平旋转模块为水平旋转电机，所述水平旋转电机的壳体连接所述安装架，所
述水平旋转电机的输出轴竖直向下设置，所述画线喷头通过固定架连接所述水平旋转电机的输出轴。
14.在另一优选的实例中，所述横杆上设有横杆轨道和横杆齿条，所述画线机桁架的顶部设有桁架驱动电机和滑动块，所述滑动块滑动连接所述横杆轨道，所述桁架驱动电机上设有支架驱动齿轮，用于啮合所述横杆齿条。
15.在另一优选的实例中，门架梁的支脚通过驱动机构的带动沿着位于甲板上的导轨移动，所述导轨沿着主梁方向设置；所述驱动机构的后端固定有滑块，所述支脚的前端设置有垂直于导轨的水平滑轨，所述水平滑轨用于对接所述滑块。
16.在另一优选的实例中，所述驱动机构包括安装架，以及安装在安装架上的导轮单元和驱动单元，所述导轮单元和所述驱动单元分别从两侧夹持所述导轨，所述水平滑轨固定于所述安装架上；所述驱动单元包括小车电机和连接小车电机输出轴的驱动齿轮，所述导轨的一侧设置有直线齿条，所述驱动齿轮和所述直线齿条啮合。
17.在另一优选的实例中，所述驱动单元包括小车电机和连接小车电机输出轴的驱动齿轮，所述导轨的一侧设置有直线齿条，所述驱动齿轮和所述直线齿条啮合。
18.在另一优选的实例中，述导轮单元包括偏心轴和导轮，所述偏心轴包括第一轴杆和第二轴杆，所述第二轴杆固定于所述第一轴杆的底部，并且所述第一轴杆和所述第二轴杆的轴线错开设置，所述导轮固定于所述第二轴杆上用于接触所述导轨。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20.1、本发明通过门架梁和画线机桁架的配合实现了画线机组件在甲板上xy二维平面运行，使得画线机组件的运动范围可覆盖全部工作平面，从而可以实现利用画线机的自动控制代替传统的纯人工，满足工作需求、提高工作效率。
21.2、画线机组件通过升降模块、竖直旋转模块和水平旋转模块的互相配合，可以实现对画线喷头的全自由度驱动：升降模块可以用于精确调整画线的半径，进行精度微调；竖直旋转模块可以用于实现向下或向上等圆弧面画线；水平旋转模块可以用于实现向左或向右等圆弧面画线；由此显著简化了画线操作，可以实现单人操作，工作效率显著提高；同时，升降模块配合门架梁和画线机桁架可以使画线机组件执行xyz三维立体空间作业。
22.3、升降模块可采用丝杠结构，承重力好，运动时稳定且可以精细调节升降高度；升降模块也可采用升降气缸，用于简化结构，降低制造成本；竖直旋转模块和水平旋转模块都可采用旋转电机，动作灵敏，画线速度快。
23.4、画线机桁架通过横杆齿条和支架驱动齿轮的配合进行移动，运动平滑稳定。
24.5、本发明通过驱动机构带动门架梁的支脚沿着导轨移动，并且在驱动机构和支脚之间设置了水平滑轨和滑块，当支脚在负载和非负载状态时和导轨之间的间隙会发生变化，驱动机构通过水平滑轨和滑块和支脚发生相对位置移动，仍然和导轨保持原有精度，确保正常工作。
25.6、导轮模块中设置了偏心轴来固定导轮，通过转动偏心轴即可调整导轮和驱动模块之间的间隙，确保两者和导轨具有最合适的间隙，保证了驱动模块运行的精度。
附图说明
26.图1为本发明的结构示意图。
27.图2为画线机组件的结构示意图。
28.图3为门架梁支脚底部的结构示意图。
29.图4为门架梁支脚底部的侧视结构示意图。
30.图5为门架梁支脚底部的主视结构示意图。
31.图6为图5的a-a剖视示意图。
32.图7为偏心轴的结构示意图。
33.图8为防转板的结构示意图。
34.附图标记：
35.1-门架梁；11-横杆；12-横杆轨道；13-横杆齿条；14-支脚；
36.2-画线机桁架；21-桁架驱动电机；22-滑动块；
37.3-画线机组件；31-升降模块；311-升降电机；312-升降支架；313-升降板；32-竖直旋转模块；33-水平旋转模块；34-画线喷头；
38.4-驱动机构；41-小车电机；42-驱动齿轮；43-偏心轴；431-第一轴杆；432-第二轴杆；433-连接部；434-柱体；435-螺纹柱；44-导轮；45-防转板；46-安装架；461-顶板；462-底板；463-侧板；
39.5-滑块；
40.6-水平滑轨；
41.8-导轨；81-直线齿条。
具体实施方式
42.除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
43.本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
45.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.下面将参考附图并结合具体实施例来详细说明本发明。需要指出的是，在这些实
施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。
48.实施例
49.如图1所示，本实施例提供了一种桁架式画线机，包括门架梁1、画线机桁架2和画线机组件3。门架梁1横跨于甲板上，其两个支脚14分别连接位于甲板上的导轨8，导轨8沿着主梁方向设置，使得门架梁1可以沿着主梁方向在甲板上移动。画线机桁架2的顶端滑动连接门架梁1的横杆11，使其可以沿着横杆11轴向移动。具体为：在横杆11上设有横杆轨道12和横杆齿条13，画线机桁架2的顶部设有桁架驱动电机21和滑动块22，滑动块22滑动连接横杆轨道12，桁架驱动电机21上设有支架驱动齿轮，用于啮合横杆齿条13。画线机组件3设置于画线机桁架2的底部。由此，画线机组件3通过门架梁1和画线机桁架2的配合实现了在甲板上xy二维平面运行，画线机可覆盖全部工作平面。
50.如图2所示，画线机组件3包括升降模块31、竖直旋转模块32、水平旋转模块33和画线喷头34。升降模块31固定连接画线机桁架2，竖直旋转模块32连接升降模块31的升降端，水平旋转模块33连接竖直旋转模块32的旋转端，画线喷头34连接水平旋转模块33的旋转端。画线机组件3通过升降模块31、竖直旋转模块32和水平旋转模块33的互相配合，可以实现对画线喷头34的全自由度驱动：升降模块31可以用于精确调整画线的半径，进行精度微调；竖直旋转模块32可以用于实现向下或向上等圆弧面画线；水平旋转模块33可以用于实现向左或向右等圆弧面画线。升降模块31配合门架梁1和画线机桁架2可以使画线机组件3执行xyz三维立体空间作业。
51.本实施例中，升降模块31包括升降电机311、升降支架312、丝杠结构和升降板313。升降支架312竖直设置，为一个矩形管结构。升降支架312的正面设置有滑槽，背面通过螺栓固定在画线机支架上。升降板313位于升降电机311的正面，在升降板313上设有凸出件穿过滑槽进入到画线机支架的内部。丝杠结构竖直设置在升降支架312内，包括丝杆和螺母。升降电机311固定在升降支架312的顶端，丝杆的顶部连接升降电机311的输出轴，丝杆的底部悬空。螺母连接穿入画线机支架内部的凸出件。当升降电机311工作后，丝杠结构将旋转驱动转化为直线运动，带动升降板313沿着滑槽上下移动。
52.本实施例中，竖直旋转模块32采用竖直旋转电机。竖直旋转电机的壳体横向固定在升降板313上，竖直旋转电机的输出轴水平向一侧伸出，该输出轴通过安装架固定水平旋转模块33。水平旋转模块33采用水平旋转电机，水平旋转电机的壳体竖直连接安装架，水平旋转电机的输出轴竖直向下设置，画线喷头34通过固定架连接水平旋转电机的输出轴。由此可见，竖直旋转模块32和水平旋转模块33均直接采用市售的微型电机，动作灵敏，画线速度快。
53.本实施例中，画线喷头34采用市售的现有结构，因此不进行展开。
54.在另一实施方式中，升降模块31可以采用为升降气缸，升降气缸的活动端设有升降板313，竖直旋转模块32安装在升降板313上。直接使用升降气缸有利于简化结构，降低整个设备的制造成本。
55.如图3所示，门架梁1的支脚14通过驱动机构4的带动沿着位于甲板上的导轨8移动。具体如图4所示：在驱动机构4的后端固定有滑块5，支脚14的前端设置有垂直于导轨8的水平滑轨6，驱动机构4和支脚14通过滑块5和水平滑轨6嵌合连接。由此，当支脚14在工作和
非工作状态时和导轨8之间的间隙发生变化，驱动机构4通过水平滑轨6和滑块5和支脚14发生相对位置移动，仍然和导轨8保持原有精度，可以确保正常工作。在另一优选的实施方式中，水平滑轨6内设有第一凹凸纹路，滑块5的表面设有第二凹凸纹路，当水平滑轨6连接滑块5时，第一凹凸纹路嵌合第二凹凸纹路，提高两者连接的平滑性和稳定性。
56.如图5和图6所示，驱动机构4包括安装架46，以及安装在安装架46上的导轮模块和驱动模块，导轮模块和驱动模块分别从两侧夹持所述导轨8。安装架46包括侧板463、顶板461和底板462，侧板463的前侧连接顶板461和底板462，顶板461和底板462上下平行设置。侧板463的后侧设置滑块5，用于对接支脚14。每个导轮模块包括偏心轴43、导轮44和防转板45，偏心轴43固定在顶板461和底板462上，导轮44安装在偏心轴43的底部，防转板45安装在偏心轴43的顶部。驱动模块包小车电机41和连接小车电机41输出轴的驱动齿轮42，导轨8的一侧设置有直线齿条81，驱动齿轮42和直线齿条81啮合。由此，导轨8被夹持在导轮44和驱动齿轮42之间，当小车电机41启动后，带动机构整体在导轨8上移动。
57.如图7所示，偏心轴43包括第一轴杆431和第二轴杆432，第二轴杆432固定于第一轴杆431的底部，并且第一轴杆431和第二轴杆432的轴线错开设置。同时，第二轴杆432的直径大于第一轴杆431的直径，从而第二轴杆432和第一轴杆431之间形成底部台阶面。在第一轴杆431的顶部从下往上依次设置有连接部433、几何形状的柱体434和螺纹柱435。连接部433的直径小于第一轴杆431的直径，从而连接部433和第一轴杆431的顶部之间形成顶部台阶面。在顶板461和底板462上均设有两个安装孔，偏心轴43固定于安装孔内，结合图5和图7，具体为：第一轴杆431依次从底板462的安装孔和顶板461的安装孔穿过，此时底部台阶面抵接底板462的底面限位；同时，第一轴杆431的连接部433穿入顶板461的安装孔。需要注意的是，连接部433的高度略微小于顶板461的厚度，几何形状的柱体434和螺纹柱435从顶板461的顶部伸出。防转板45先套在柱体434上，然后在螺纹柱435上拧入螺帽，将整个偏心轴43和安装架46固定。防转板45上设置有和几何形状的柱体434相匹配的通孔，并且防转板45的一条侧边可抵靠侧板463避免其自身转动。因此，防转板45的设置可锁死调整后的偏心轴43，避免其转动角度发生变换。导轮44为环形导轮44，套设于第二轴杆432的外圈，环形导轮44结构简单，稳定性好。
58.在使用过程中：通过设置偏心轴43来固定导轮44，通过转动偏心轴43的角度即可调整导轮44和驱动齿轮42之间的间隙，也即为调整导轮44、驱动齿轮42和导轨8之间的间隙，从而实现最合适的间隙的调整，保证安装精度。在间隙调整完成后，将防转板45套在柱体434上然后拧紧螺母，固定位置。
59.本实施例中，防转板45的外边和通孔采用了同轴心的正多边形，该形状结构可以将旋转的角度均匀细分，同时兼顾偏心轴43的角度微调和固定。例如，如图8所示，防转板45的外边为第一正多边形，边数量为；防转板45的通孔为第二正多边形，边数量为；正八边形和正六边形互相存在一定的偏差角度。由此，当每一条正八边形的侧边贴靠侧板463时，内部的偏心轴43可以有6个角度的调整，这样内外总共48种组合，可以将圆周均匀细分，偏心均匀细分，兼顾了稳定性和精确性。
60.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的
技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种桁架式画线机，其特征在于，包括：门架梁(1)，所述门架梁(1)横跨于甲板上，并且可沿着船舶主梁方向在甲板上移动；画线机桁架(2)，所述画线机桁架(2)的顶端滑动连接所述门架梁(1)的横杆(11)，可以沿着横杆(11)轴向移动；画线机组件(3)，所述画线机组件(3)设置于所述画线机桁架(2)的底部。2.根据权利要求1所述的一种桁架式画线机，其特征在于，所述画线机组件(3)包括升降模块(31)、竖直旋转模块(32)、水平旋转模块(33)和画线喷头(34)，所述升降模块(31)固定连接所述画线机桁架(2)，所述竖直旋转模块(32)连接所述升降模块(31)的升降端，所述水平旋转模块(33)连接所述竖直旋转模块(32)的旋转端，所述画线喷头(34)连接所述水平旋转模块(33)的旋转端。3.根据权利要求2所述的一种桁架式画线机，其特征在于，所述升降模块(31)包括升降电机(311)、升降支架(312)、丝杠结构和升降板(313)，所述升降支架(312)竖直设置，所述丝杠结构设置于所述升降支架(312)内，所述升降电机(311)设置于所述升降支架(312)的顶端，所述升降板(313)滑动设置于所述升降支架(312)的一侧，所述丝杠结构的丝杆连接所述升降电机(311)，所述丝杠结构的螺母连接所述升降板(313)。4.根据权利要求2所述的一种桁架式画线机，其特征在于，所述升降模块(31)为升降气缸，所述升降气缸的活动端设有升降板(313)，所述竖直旋转模块(32)安装于所述升降板(313)上。5.根据权利要求3或4所述的一种桁架式画线机，其特征在于，所述竖直旋转模块(32)为竖直旋转电机，所述竖直旋转电机的壳体连接所述升降板(313)，所述竖直旋转电机的输出轴水平设置，并且通过安装架连接所述水平旋转模块(33)；水平旋转模块(33)为水平旋转电机，所述水平旋转电机的壳体连接所述安装架，所述水平旋转电机的输出轴竖直向下设置，所述画线喷头(34)通过固定架连接所述水平旋转电机的输出轴。6.根据权利要求1所述的一种桁架式画线机，其特征在于，所述横杆(11)上设有横杆轨道(12)和横杆齿条(13)，所述画线机桁架(2)的顶部设有桁架驱动电机(21)和滑动块(22)，所述滑动块(22)滑动连接所述横杆轨道(12)，所述桁架驱动电机(21)上设有支架驱动齿轮(42)，用于啮合所述横杆齿条(13)。7.根据权利要求1所述的一种桁架式画线机，其特征在于，门架梁(1)的支脚(14)通过驱动机构(4)的带动沿着位于甲板上的导轨(8)移动，所述导轨(8)沿着主梁方向设置；所述驱动机构(4)的后端固定有滑块(5)，所述支脚(14)的前端设置有垂直于导轨(8)的水平滑轨(6)，所述水平滑轨(6)用于对接所述滑块(5)。8.根据权利要求7所述的一种桁架式画线机，其特征在于，所述驱动机构(4)包括安装架(46)，以及安装在安装架(46)上的导轮单元和驱动单元，所述导轮单元和所述驱动单元分别从两侧夹持所述导轨(8)，所述水平滑轨(6)固定于所述安装架(46)上；所述驱动单元包括小车电机(41)和连接小车电机(41)输出轴的驱动齿轮(42)，所述导轨(8)的一侧设置有直线齿条(81)，所述驱动齿轮(42)和所述直线齿条(81)啮合。9.根据权利要求8所述的一种桁架式画线机，其特征在于，所述驱动单元包括小车电机(41)和连接小车电机(41)输出轴的驱动齿轮(42)，所述导轨(8)的一侧设置有直线齿条(81)，所述驱动齿轮(42)和所述直线齿条(81)啮合。
10.根据权利要求8所述的一种桁架式画线机，其特征在于，所述导轮单元包括偏心轴(43)和导轮(44)，所述偏心轴(43)包括第一轴杆(431)和第二轴杆(432)，所述第二轴杆(432)固定于所述第一轴杆(431)的底部，并且所述第一轴杆(431)和所述第二轴杆(432)的轴线错开设置，所述导轮(44)固定于所述第二轴杆(432)上用于接触所述导轨(8)。

技术总结

本发明涉及一种桁架式画线机，包括：门架梁，所述门架梁横跨于甲板上，并且可沿着船舶主梁方向在甲板上移动；画线机桁架，所述画线机桁架的顶端滑动连接所述门架梁的横杆，可以沿着横杆轴向移动；画线机组件，所述画线机组件设置于所述画线机桁架的底部。与现有技术相比，本发明通过门架梁和画线机桁架的配合实现了画线机组件在甲板上XY二维平面运行，使得画线机组件的运动范围可覆盖全部工作平面，从而可以实现利用画线机的自动控制代替传统的纯人工，满足工作需求、提高工作效率。提高工作效率。提高工作效率。