壁虎式电磁电动机器产品系列制造技术

本发明专利技术为钢铁制品如容器、管道、船舶等的现场制作或现场检修提供了几种能在三维空间各个方向上沿钢铁工件表面如壁虎一般行进并进行有效的除锈、抛光、磨削作业的除锈机、抛光机、砂轮机，还提供了同样能在三维空间各个方向沿工件表面行走并实施喷涂、气割、电焊的喷涂机、半自动气割机和自动电焊操作机，还提供了能在三维空间各个方向沿钢铁表面行进自如的壁虎式电磁车，这种电磁车可作为特殊场合的运载工具，还可用它设计出新的机器人、玩具。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种便于在钢铁制品加工制作和安装、检修现场进行施工的除锈、喷涂、抛光、磨削、切割、气割、电焊的电动机器。现有的机械除锈方法是喷砂或喷铁丸，化学除锈是酸洗。由于这两种方法都存在只有在特定的工作场合才能实施，不能在安装、检修的空间施工，且成本很高，效率低，只是在制作一些贵重的如汽车外壳等产品，或在特殊工程中如制氧设备、管道的安装才使用。普遍使用的是手工除锈，如用砂布蹭、用钢丝刷刷，稍先进一些的是手持角磨机，通过角磨机上高速旋转的钢丝刷进行除锈。由于角磨机的操作强度大、粉尘多，工人连续操作几分钟后就有疲劳感，很难认真地除锈，造成普遍的防腐质量问题，从而造成大量的钢铁制品寿命缩短和钢铁浪费的严重问题。手动砂轮磨削劳动强度也非常大。如今普遍使用的彩板也是普通钢材，虽然非常薄，因为它在生锈前就被涂料保护起来了，使用寿命反而很长。关于现有除锈方法的情况，中国机械工业出版社2002年5月出版的《涂装工技师培训教材》第8至26页有详细介绍。现有的半自动气割机，如CG1-30型等，只能在水平平面上施工。现有的埋弧自动电焊操作机也只能够在水平平面上或接近水平的平面上施工，为了焊接圆柱形、球形钢铁制件，只能将自动焊接小车置于龙门式或立柱式操作机上，让放在托架上的工件转动，从而在稍有坡度的位置施焊。这些门式、立柱式操作机械体积庞大结构不简便，价格也很高，从而致使施工不便焊接成本高。关于上述情况，不少关于气割和电焊的技术书籍及教材都有记载。本专利技术的目的是提供一种完全由机器进行的或半自动的、适用于各种工作场合的、对钢铁工件进行除锈、抛光、喷涂、磨削、切割、气割、电焊的电动机器。这里说的适合于各种工作场合，是指这种机器可以如壁虎一般在竖直方向、在悬空的水平面下方，也就是能在三维空间各个方向上对钢铁工件进行施工。专利技术是这样实现的。首先设计一种能够在三维空间各个方向如壁虎一般在钢铁工件表面行进的运载车。这种车的设计有两个方案，第一方案是设计这样一种电磁车轮，每一块电磁铁铁心的电源通过在同一车轮上的滑环通电和断电，仅有而且必须有1～2块接近或接触工件表面的电磁铁接通电源。随着车轮的转动，车轮在工件表面附近的外沿始终都有电磁力存在从而使车轮及行进着的或静止的电磁车都能牢牢地“粘”附在钢铁工件的加工表面上。在车轴上安装可调力度的电磁制动装置控制在铅垂壁或下坡的下行速度。第二方案是在靠近四个车轮的四角或其他位置安装电磁铁，电磁铁上下可调节位置。这种车可以是四轮车，可以是链轮和履带式的车。电工学的基本知识告诉我们，当电磁铁靠近而不直接接触钢铁表面时仍有巨大的电磁力吸引着钢铁工件，只是空气隙越薄面积越小，电磁吸引力越大。绕线电磁铁铁心可以有自己的衔铁，也可以把工件表面作为衔铁。四块电磁铁铁心的绕线线圈都分为两组，第一组圈数最少，专供在水平面上作业时使用，第二组圈数多得多，专供在非水平面上作业时使用，只有当电磁车在铅垂壁或下坡下行时为了让铁心下表面或车的向下突出部件触及工件表面产生摩擦力时才让两组线圈同时通电，因为车轮或履带外部都套有弹性胶皮，电磁力增大时车身将略微下降。下行时产生摩擦力的方法还有将车上设计的突出部件下移，使其触及工件表面，也可以在车轴上或车轮上安装可调力度的电磁制动器。除下表面以外，被连在一起成为一个整体的四块铁心都要被屏蔽起来，防止把周围的钢铁部件磁化，下边四周要加上触及工件表面的裙边，防止氧化铁粉末被吸进电磁铁。根据同样原理，将四角的电磁铁改为永久磁铁，也可以制成同样的小型的壁虎式磁力车。可通过无线电调节磁铁的上下移动位置。安装在上述电磁车上的除锈、抛光机器有三种。第一种是在电磁车上安装一至三套或更多的能承载和带动圆形钢丝刷的工作机，依靠电力而高速旋转的钢丝刷，通过电磁车上的弹簧向下的拉力紧密贴在钢铁表面从而有效地除锈。改用抛光盘则可以进行抛光。第二种机器是，它高速旋转的工具不是钢丝刷，而是钢丝的圆柱。这种钢丝柱的钢丝是按径向呈放射状或近似放射状安放的，也是利用钢丝锋利的尖端除锈的。这种钢丝柱与现有的钢丝轮不同，虽然现有的钢丝轮的钢丝也是沿径向呈放射状安放的，但现有的钢丝轮轴线长度很小，只适于替换手动或固定的砂轮机的砂轮。而本专利技术的钢丝圆柱不仅轴线长度长得多(95mm以上)，而且这种钢丝柱还可以按圆柱形工件直径的大小制成细腰的，使带细腰的钢丝柱在旋转时钢丝头能紧贴圆柱形工件的外表面。如果是为了抛光，用粘附有细磨料的纺织品制造抛光工具时，也要制成圆柱形或带细腰的圆柱形，它和上述钢丝柱可以互换。第三种除锈、抛光机器是在电磁车前方或后方安装一付由电机和凸轮机构或棘轮机构控制的左右摆动的支架，摆动的支架往返拉动钢丝网或贴有砂布的带子，且这丝网或砂布紧贴柱体的下表面，电磁车沿柱体轴向进退，从而达到除锈抛光的目的。这只适用于加工小直径的工件。这些种类的除锈、抛光机还要安装或单另配置吸尘器，一是为了不污染环境，二是防止氧化铁粉末被聚集到电磁铁上。也可在机上安装小吹风机不断地将氧化铁粉末吹走，在野外施工这是允许的。与现有的除锈方法相比，壁虎式电磁除锈机不择场地，在三维空间的许多场合都能使用。例如，大小轮船的检修，许多化工塔罐的检修，都需在现场除锈，怎样喷砂怎样喷丸实现除锈？不能。用手工除锈肯定要层层搭架，劳动强度大和随之带来的除锈不彻底都是大问题。而使用壁虎式电磁除锈机则能很方便地在现场施工，只要在顶部焊上挂钩挂上滑轮，将保险绳拴在除锈机上，以拉绳作为辅助手段，壁虎式电磁除锈机便能非常有效地进行除锈作业。一台壁虎式电磁除锈机造价不过两千元左右，工作中耗电不多，其成本是很低的。壁虎式的半自动气割机的实施就容易一些了，只须将现有的半自动气割机的小车改装成电磁车再加上本专利技术提供的链轨就可以了，因为现有的气割机小车有自己的减速、调速机等设施，只是无电磁车的功能和直线导轨。壁虎式自动电焊操作机则分两种情况。对于埋弧焊，现有的自动焊小车及其配套的设备也比较齐全，引弧、自动送丝、调速等功能都有，只须将小车改成电磁车就可以取消现有的立柱式、龙门式自动焊操作机。要实现立焊、横焊则只有将小车加以改造，使之适用于如氩弧焊一类的气体保护焊。氩弧焊焊丝细，需要的电流小，焊接时熔池小，液体金属凝结要快得多。虽然目前尚无立焊、仰焊自动焊的先例，现在有了电磁车这一先决条件，焊接小车可以在焊件的任何位置进退，实现氩弧焊的立焊、横焊应该是可能的。用电磁车轮或电磁铁构成的可在铁壁上沿三维空间各个方向自由行进的车还可以作为玩具、娱乐器具的基础工具，当然需要考虑安全措施，也可作为某类机器人的基础工具。做玩具时以可调距的永久磁铁更适合。现结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。附图说明图1是电磁车轮的电磁铁和相应的滑环的结构示意图。1是由薄的硅钢片叠起来的工字形铁心，各铁心互相被非磁性材料隔开，3是绕在铁心上的导线。2是滑环，滑环上各片条状导体彼此被绝缘体隔开。滑环2上的片条状导体是这样布置的，每当单块电磁铁转到接近或接触钢铁工件的表面处，只有而且必须使在这一位置的电磁铁通过电刷接通电路，从而产生不间断的对钢铁工件的电磁吸引力。这就形成车轮在转动或停止状态，都有吸引钢铁工件的电磁力。各个工字形电磁铁心拼在一起形成圆形整体，也可安装软磁性材料的轮箍里，轮箍起保本文档来自技高网...

【技术保护点】
依靠电磁吸引力如壁虎一般在三维空间各个方向的钢铁表面上行进并对该工件进行除锈、抛光、喷涂、磨削、切割、气割、电焊作业的电动机器，这类机器的特征是：它们都用电磁车作为电动机器的运载工具，从而可以在三维空间的各向行进，这种电磁车有三种不同的结构形式。一种是四个外圈套有弹性胶皮的车轮，车的四角在车轮附近装有下部表面几乎快要贴近工件表面的绕有线圈的电磁铁铁心，由此派生出用永久磁铁安装在四角的小型壁虎磁力车。第二种电磁车是由链轮和用传动链改造成的履带取代车轮，也在车身的四角装有类似的电磁铁铁心。第三种电磁车是用电磁车轮代替普通车轮，电磁车轮上安装有绕线电磁铁铁心。这些电磁车都依靠电磁力被吸附在工件表面并由电动机牵引。这些电动机器都有各自的工作机被安装在电磁车上。在小直径钢上除锈抛光的是往复拉动式的。在平直工件表面上除锈或抛光的是用旋转钢丝刷或旋转抛光盘进行除锈或抛光的除锈抛光机。在圆柱形或球形以及平直工件表面上除锈或抛光用的是，利用旋转的圆柱形或带细腰的圆柱形钢丝柱或同类形状的抛光柱进行除锈或抛光的除锈抛光机，这些除锈机都带有吸尘器收集氧化铁粉尘，或者在机上安装有吹风机吹掉氧化铁。壁虎式砂轮机（即磨削机）、切割机、喷涂机的工作机和这类除锈抛光机结构上大体相同，只是在机架上安装加工工具的机轴等少许部件有一些改动以便于安装普通砂轮或用于切割的薄片砂轮或用于圆盘锯床的锋钢圆盘锯片，或者安装涂料罐及喷枪。壁虎式气割机、壁虎式自动电焊操作机则另有特点，是将现有的气割机小车、自动电焊小车改装成电磁车，小车上原有的工作机、牵引机都保持不变，为保证小车的方向，小车有自己的导向链轨。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宁成，
申请(专利权)人：胡宁成，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]