基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机制造技术

一种基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机，属于船舶与海洋工程技术领域。该船体分段划线机由划线机构和龙门架组成，划线机构安装在龙门架上。划线机构包含小车和多自由度划线臂；龙门架设有在轨道上的行走机构。龙门架支撑小车和划线臂；划线机构提供高精度的多自由度运动和定位，是本实用新型专利技术的关键构造，它由垂臂、摆臂、万向机构、Z型转向节、伸缩臂和夹笔架等机构组成。整个装置设计巧妙，结构简洁，安装与卸载方便，强度刚度高，维护简单，可靠性高。能够对钢结构分段进行自动、高效、高精度划线，是现代化造船企业必不可少的制造设备之一，对提高船舶与海洋工程装备的制造工艺水平、产品质量和经济效益有重要意义。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机，可用于造船、海洋钻井平台、海上钢结构模块制造等工程，属于船舶与海洋工程

技术介绍
船舶与海洋工程装备的制造方式是模块化式的分段制作，并焊接合拢，其产品的建造质量和周期取决于钢结构分段的合拢精度和效率。为了提高船体分段搭载、合拢的工艺水平，分段与相邻分段的结合面要提前预处理到合拢公差，这就需要对每个分段尺度进行测量、划线和切割。本划线机就是在对分段进行尺度测量后，进行划线，为后续的分段余量切割做准备。目前，在造船行业里，船体钢结构分段的余量划线工作还是由人工去完成，占用了大量船台或船坞周期，浪费了许多吊车有效作业时间。人工划线效率低、精度差、劳动强度大，还受到自然环境影响制约，而且操作危险性高。船台周期和吊车占用率是造船行业生产效率的瓶颈问题，突破该瓶颈问题是造船行业所关注的热点。因此，技术一种基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机，对钢结构分段进行自动、高效、高精度划线是造船工程中急需的专用装备，是现代化造船模式下必不可少的制造关键设备之一，对提高船舶与海洋工程装备的制造质量、工艺水平和经济效益有重要意义。
技术实现思路
本技术提供一种基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机，它可以对船体或海洋工程模块的钢结构分段进行自动、高效、高精度划线，缩短船台、船坞以及吊车被占用时间，提高造船企业的生产效率，对提高船舶与海洋工程装备的制造精度、产品质量和经济效益有重要意义。本技术采用的技术方案是:一种基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机，它包括龙门架和纵向行走机构，它还包括一个划线机构，所述龙门架采用一个上梁连接二个立柱构件，每个立柱构件的底部设有位于地沟中轨道上的行走机构，所述划线机构在上梁上设有一个横向移动的小车，在小车的下部固定连接一个垂臂，位于垂臂上的第一万向机构通过与第一万向机构连接的第一 Z型转向节连接摆臂，位于摆臂上的第二万向机构通过与第二万向机构连接的第二 Z型转向节连接伸缩臂，在伸缩臂的端部设有夹笔架；所述小车设有四个在上梁中的槽型滑道上滚动的轴承轮子，所述第一万向机构的上环块内采用第一驱动电机经活塞杆驱动旋转活塞在垂臂的螺纹面移动，第一万向机构的下环块设有采用第二驱动电机经齿轮驱动固动在下环块上的环形齿条转动，所述第一 Z型转向节的扇齿轮固定在下环块的凸轴上，固定在眼板上的第一电机驱动与扇齿轮啮合的小扇齿轮转动。所述立柱构件采用一个下梁和中梁及二个半工字型垂直立柱和矩形垂向斜立柱固定连接在一起，用一个上梁把二个立柱构件固定连接成一个龙门架。所述小车采用电机让钢丝绳经多个导轮牵动。所述活塞杆设有第一推力轴承，在上环块与下环块之间设有第二推力轴承。本技术的有益效果是:这种基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机由划线机构和龙门架组成，划线机构安装在龙门架上。划线机构包含小车和多自由度划线臂；龙门架包含轨道、行走机构、上梁和二个立柱构件。龙门架主要作用是支撑小车和划线臂；划线机构主要作用是提供高精度的多自由度运动和定位。划线臂是本技术的关键构造，它由垂臂、摆臂、万向机构、Z型转向节、伸缩臂和夹笔架等机构组成。整个装置设计巧妙，结构简洁，安装与卸载方便，强度刚度高，维护简单，可靠性高。本技术的基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机，能够对钢结构分段进行自动、高效、高精度划线，属于造船工程中的专用大型装备，是现代化造船企业必不可少的制造设备之一，对提高船舶与海洋工程装备的制造工艺水平、产品质量和经济效益有重要意义。附图说明图1是基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机正视图。图2是基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机侧视图。图3是基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机俯视图。图4是轨道与车轮剖面图。图5是上梁与小车侧剖视图。图6是小车水平剖视图。图7是上梁与小车正向剖视图。图8是划线臂图。图9是万向机构与Z型转向节侧视图。图1O是万向机构正向剖视图。 图11是万向机构轴向剖视图。图12是垂臂轴向剖视图。图13是Z型转向节剖视图。图14是万向机构与Z型转向节正视图。图中:1、轨道，2、地沟，3、驱动齿轮，4、轨道轮，5、下梁，5j、防滑条，5k、撬型底部，6、中梁，7、上梁，7a、上梁端板，7b、槽型滑道，7d、肘板，7e、左检修口盖板，7f、右检修口盖板，7g、电机，7h、导轮，71、钢丝绳，8、半工字型垂直立柱，9、矩形垂向斜立柱，10、小车，10a、小车底面板，10b、第一小车侧板，10c、第二小车侧板，10d、钩子，10e、螺栓孔，10f、轴承轮子，11、垂臂，11a、垂臂上端法兰，lib、导向槽，11c、螺纹面，lid、圆形螺纹封板，12、摆臂，13、第一万向机构，14、第二万向机构，15、第一 Z型转向节，15a、眼板,15b、圆柱形连接块，15c、螺钉，15d、第一电机，15e、小扇齿轮，16、第二 Z型转向节，17、伸缩臂，17a、电动推杆，18、夹笔架，18a、步进电机，18b、划线笔，19、上环块，20、凸台，21、下环块，22、旋转活塞，23、导向活塞环，24、圆柱形驱动箱，25、第一驱动电机，26、第二驱动电机，27、环形导向槽，28、齿轮，29、第一推力轴承，30、活塞杆，31、第二推力轴承，32、环形齿条，33、凸轴，34、扇齿轮。具体实施方式以下参照附图对本技术的结构做进一步描述。基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机(如图1、2、3所示)由划线机构和龙门架组成，划线机构安装在龙门架的上梁7上。划线机构主要包含小车10和多自由度划线臂。龙门架包含轨道I与轨道轮4、水平横梁和立柱组。划线机构主要作用是提供高精度的多自由度运动和定位；龙门架主要作用是支撑小车和划线臂，搭载控制设备等。1.轨道与车轮沿水平且平行铺设轨道1，与地面混凝土牢固连接，地沟2里的轨道I上表面与地面平齐，方便船体分段移位，并增加有效工作高度空间。轨道长度和轨道间距通过船体分段长度和宽度确定。地面承载力与轨道铺设的平直度，符合工程要求。4个轨道轮4置于轨道I上作滚动运动。I个轨道轮4连接驱动齿轮3 (如图4所示)，驱动齿轮3上连接驱动设备，采用电机驱动。2.水平横梁 在本技术专利中，共有5根水平梁结构，其中，有2根下梁5、(如图1、2所示)、2根中梁6 (如图1、2所示)和I根上梁7 (如图5所示)。有2根下梁5，放置在轨道轮4上方。每根下梁5分别由2个轨道轮4支撑着，随轨道轮4滚动而带动龙门架运动。下梁5的上面板宽度比下面板宽度大；下梁5的横截面阶梯变化的，中段的梁高度比两端的梁高度高；下梁5中段支撑着龙门架结构，两端的梁上面板上铺设防滑条5j，方便人员操作和放置控制设备；下梁5的两端底部呈撬型底部5k。有2根中梁6，放置在下梁5上方。中梁6下面连接半工字型垂直立柱8，上面连接矩形垂向斜立柱9，中梁6起到中间过渡作用。中梁6与矩形垂向斜立柱9组成稳定的三角形结构形式，对上梁7起到强有力的支撑作用。上梁7支撑在矩形垂向斜立柱9交叉点两端。上梁横截面形状是下开槽口的矩形结构(如图5中的A-A剖面)，是等截面梁框架，上梁的两端设有上梁端板7a。在上梁7内部，开槽口两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机，它包括龙门架和纵向行走机构，其特征是：它还包括一个划线机构，所述龙门架采用一个上梁（7）连接二个立柱构件，每个立柱构件的底部设有位于地沟（2）中轨道（1）上的行走机构，所述划线机构在上梁（7）上设有一个横向移动的小车（10），在小车（10）的下部固定连接一个垂臂（11），位于垂臂（11）上的第一万向机构（13）通过与第一万向机构（13）连接的第一Z型转向节（15）连接摆臂（12）,?位于摆臂（12）上的第二万向机构(14)?通过与第二万向机构(14)连接的第二Z型转向节（16）连接伸缩臂（17）,?在伸缩臂（17）的端部设有夹笔架(18)；所述小车（10）设有四个在上梁（7）中的槽型滑道（7b）上滚动的轴承轮子（10f），所述第一万向机构（13）的上环块（19）内采用第一驱动电机（25）经活塞杆（30）驱动旋转活塞（22）在垂臂（11）的螺纹面（11c）移动，第一万向机构（13）的下环块（21）设有采用第二驱动电机（26）经齿轮（28）驱动固动在下环块（21）上的环形齿条（32）转动，所述第一Z型转向节（15）的扇齿轮（34）固定在下环块（21）的凸轴（33）上，固定在眼板（15a）上的第一电机（15d）驱动与扇齿轮（34）啮合的小扇齿轮（15e）转动。...

【技术特征摘要】
1.一种基于龙门架搭载方式的多自由度船体分段划线机，它包括龙门架和纵向行走机构，其特征是:它还包括一个划线机构，所述龙门架采用一个上梁(7)连接二个立柱构件，每个立柱构件的底部设有位于地沟(2)中轨道(I)上的行走机构，所述划线机构在上梁(7)上设有一个横向移动的小车(10)，在小车(10)的下部固定连接一个垂臂(11)，位于垂臂(11)上的第一万向机构(13)通过与第一万向机构(13)连接的第一 Z型转向节(15)连接摆臂(12)，位于摆臂(12)上的第二万向机构(14)通过与第二万向机构(14)连接的第二Z型转向节(16)连接伸缩臂(17)，在伸缩臂(17)的端部设有夹笔架(18);所述小车(10)设有四个在上梁(7)中的槽型滑道(7b)上滚动的轴承轮子(10f)，所述第一万向机构(13)的上环块(19)内采用第一驱动电机(25)经活塞杆(30)驱动旋转活塞(22)在垂臂(11)的螺纹面(He)移动，第一万向机构(13)的下环块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：林焰，陈明，于雁云，李楷，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：实用新型
国别省市：