[发明专利]一种用于打磨大型船用螺旋桨的双面打磨手臂装置

说明书

本发明属于制造业打磨加工领域，具体涉及一种用于打磨大型船用螺旋桨叶片的双面打磨机器人手臂装置，包括动力模块和两组对称设置的打磨部件，每组打磨部件包括带传动模块、打磨头伸缩机构模块和自适应打磨头模块。本发明提供的双面打磨设备在对大型船用螺旋桨叶片进行打磨时，可以实现两侧位置对应同时打磨，有效减小了打磨螺旋桨叶片边缘时的振动；本发明采用自适应贴合机构可以对工件表面形状发生的变化做出迅速响应，减少了打磨机器人的工作周期；由于本发明是双面打磨，较之单面打磨效率有所提高。

技术领域

本发明属于制造业打磨加工领域，具体涉及一种用于打磨大型船用螺旋桨叶片的双面打磨机器人手臂装置。

背景技术

随着造船技术的进步和船舶大型化和高速化的发展，船用螺旋桨的尺寸越来越大，转速也越来越高，这就对大型船用螺旋桨叶片的制造和打磨精度问题提出了越来越高的要求。长期以来，大型大型船用螺旋桨叶片的打磨绝大多数依靠人工，但是人工打磨的叶片表面质量一般较差且叶片表面一致性较低。此外长期从事手工打磨的工人也会因吸入过多粉尘而影响身体健康。

随着现代生产和科学技术的发展，制造业对自动化技术提出越来越高的要求，存在着诸多弊端的手工打磨逐渐被自动打磨所取代。目前，国内外已有不少造船厂厂家引进了自动化机器人设备，通过对大型船用螺旋桨叶片采用机器人自动打磨以后，叶片的表面质量、打磨效率、表面一致性都得到很大的提升。但是大型船用螺旋桨叶片的自动打磨也存在问题，由于叶片体积较大，而叶片一并通过叶根部进行装卡固定，这样一来当机器人打磨到叶梢部位，特别是叶片上部厚度较薄的边缘部位时，将会出现强烈的颤振现象，由颤振引发的振动超标将直接导致叶梢部位的打磨质量不佳，进而严重影响整个螺旋桨叶片的表面打磨质量。

针对上述问题，有必要设计并发明一种双面打磨设备，利用该设备能够在叶片两侧对应的位置实现同时打磨，从而有效的减小打磨叶片边缘时出现的颤振现象，提高打磨质量。

目前人们对曲面打磨以及双面打磨也都进行了初步的研究，发明了一些曲面打磨和双面打磨的装置，但是都存在一些问题。专利CN204366659U，专利CN104511815A，专利CN205600476U均为对双面打磨的构想，基本原理都是采用在工件两侧对应位置同时打磨的方法来减小打磨时的振动，但是这三个发明的装置结构简单，只适应于简单的平面双面打磨，难以完成复杂表面工件的双面打磨。专利CN103831695B，专利CN103878666B分别是对于曲面打磨的不同构想，但是均为采用复杂的控制系统来控制气动装置，这无疑会增加系统的响应时间，延长装置的工作周期。专利CN106112977B和名为“一种复杂曲面打磨机器人自适应贴合柔性机构的研究”也是针对曲面打磨的文章，两个文章中虽然都引进了机械结构来适应曲面打磨，一定程度上减少了系统的响应时间，但是其都未实现双面打磨，故难以解决上述打磨叶片在边缘时出现的颤振现象。

需要说明本发明中应用了一种复杂曲面打磨机器人自适应贴合柔性机构的研究中提到的自适应贴合机构，但是本发明主要创新点是采用双面打磨来减小打磨时产生的振动以及对两侧打磨头与叶片表面间贴合间隙的调整。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种针对大型船用螺旋桨叶片的，对于曲面打磨响应迅速，并且能够减小打磨振动的双面打磨手臂装置。

本发明的技术方案是：

一种用于打磨大型船用螺旋桨的双面打磨手臂装置，包括动力模块和两组对称设置的打磨部件，每组打磨部件包括带传动模块、打磨头伸缩机构模块和自适应打磨头模块，动力模块同时为两组打磨部件提供动力；

所述动力模块包括双轴伸电机、两组增速大齿轮、两组增速小齿轮、两组带传动输入轴、电机安装壳；双轴伸电机固定在电机安装壳上，双轴伸电机的两侧伸出轴分别与两组增速大齿轮连接固定；带传动输入轴的输入端与增速小齿轮连接固定；增速大齿轮与增速小齿轮相啮合，由双轴伸电机带动增速大齿轮转动，从而带动增速小齿轮与带传动输入轴转动，实现增速，将动力传递给带传动模块；