錨索受控的移動平臺的製作方法
2023-06-26 09:56:51 4
專利名稱：錨索受控的移動平臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種錨索受控的移動平臺，更具體地，涉及一種錨索受控的移動平臺， 用於在由諸如船塊的隔斷牆等結構所界定出的作業空間內移動作業設備。
背景技術：
一般通過製造單元塊，然後將塊組裝來生產船的船體，單元塊構成船的各部分。也就是說，通過使用諸如爆破等方法從原材料表面去除灰塵或異物，然後噴塗原材料以防止腐蝕之後，原材料通過例如焊接等被製成塊，並且這些塊被組裝起來以形成船體。焊接、爆破和噴塗也需要在每個塊的內部進行，因此，從收集爆破用的砂粒到噴塗後乾燥噴塗膜再到測量噴塗膜的各項工作任務都是在塊內進行的。因此，一直有持續努力來發展用於焊接、噴塗、檢查等的各種自動化設備，以提高塊內的工作效率。塊內由諸如隔離牆或船殼板等結構包圍，並具有多個加固材料安裝在其內，如縱梁(Iongi)或增強板，以加強船體的結構剛性。加固材料被安裝成朝塊內部突出。因此，力口固材料中斷了塊內上述的各項任務。圖1所示是船體的塊的內部的例子。參照圖1，塊10內部有多個安裝在其上以向內突出的的加固材料15、16。塊10的內部可通過諸如隔斷牆13等結構被分成多個作業空間11，在隔斷牆13上形成有可用作工人用路徑的檢查孔(manhole) 17，工人和作業設備可通過該檢查孔移動。因此，在造船過程中，工人儘量避免位於塊10內部的加固材料15、16的複雜結構， 每次要使用自動化設備時手工移動和安裝自動化設備。而且，為了執行塊10內上部的任務，需要在塊10的內部安裝腳手架(未示出)，並且工人需要站在腳手架上執行這樣的任務。如此，在工人儘量避免複雜的結構或在塊10內安裝並移動腳手架(未示出)的同時，需要很多時間、勞動力和成本來執行任務。特別是，在塊10內部使用焊接、噴塗和檢查用的自動化設備時，安裝在塊10內部的加固材料15，16和腳手架(未示出)等結構降低了自動化設備的工作效率。此外，由於受單殼油輪沉沒造成的各種問題，為了船體的安全，國際海洋組織自 1996年已要求所有的油輪建構雙殼體結構，所有液化天然氣(LNG)運輸船建構雙殼體結構。因此，船塊的內部有了更複雜的形狀，使之更難以執行塊內的任務。因此，需要發展技術，能允許在由諸如船塊內部等複雜結構界定出的作業空間內更容易執行各種任務。
發明內容
為解決上述問題，本發明允許作業設備很容易地在塊內的作業空間移動，而不被安裝在塊內的加固材料等中 斷，並擴大了工作區域。技術方案
為解決上述問題，本發明的一個方面的特徵在於一種錨索受控的移動平臺，其配置為在由一結構界定出的作業空間內移動，包括移動平臺，其包括主框架、耦接到所述主框架上部的多個上部絞盤、以及耦接到所述主框架下部的多個下部絞盤，所述移動平臺被放置在所述作業空間內；多根第一纜線，各自具有耦接到所述結構的下側的一個端部，以及耦接到所述上部絞盤的另一個端部，所述第一纜線的長度可調節；以及多根第二纜線，各自具有耦接到所述結構的上側的一個端部，以及耦接到所述下部絞盤的另一個端部，所述第二纜線的長度可調節。當從將所述主框架的上 部與主框架的下部分開的平面垂直的方向看時，所述多個上部絞盤和所述多個下部絞盤被布置在互相分開的位置。所述錨索受控的移動平臺，包括四個上部絞盤和四個下部絞盤，並且所述四個上部絞盤和四個下部絞盤被布置成在所述將所述主框架的上部與所述主框架的下部分開的平面上分別形成矩形，並且由所述四個下部絞盤形成的矩形的任意一對相對側邊都比由所述四個上部絞盤形成的矩形的任意一對相對側邊短。所述錨索受控的移動平臺還可包括耦接至所述主框架的導軌，所述導軌配置成導引作業設備。所述導軌可包括互相平行的多根導杆，並且所述多根導杆可由多個從所述主框架突出的支撐件支撐。所述多根導杆各自的截面可為具有一個開口側的矩形形狀，並且所述開口側可互相面對。所個多根導杆各自可具有齒條齒輪，所述齒條齒輪沿著縱向方向設置或形成在所述導杆內，並且所述作業設備可包括與多個所述齒條齒輪嚙合的多個小齒輪。所述作業設備還可包括多個與所述導軌線接觸的輥子。有益效果根據本發明的錨索受控的移動平臺，可以很容易地將與作業設備安裝在一起的移動平臺移動到作業空間內想要的位置，允許有效率地進行各種任務，而不被安裝在塊內的加固材料等障礙而阻礙，並可以使任務完全自動化，從而節省了任務所需的成本和時間。
圖1是一個船塊的作業空間例子的透視圖。圖2是簡要示出根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺的透視圖。圖3是示出根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺之移動平臺的透視圖。圖4是示出使用根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺將作業設備搬送到相鄰作業空間的透視圖。圖5是簡要示出描述根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺的纜線連接方法比較示例的側視圖。圖6是簡要示出根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺的側視圖。圖7是圖3所示的移動平臺上安裝的作業設備示例的主視圖。圖8是圖7中標為「A」部分的放大視圖。
具體實施例方式下文將參考附圖詳細介紹本發明的實施例。相同或者相應的元素將被標以相同的附圖標記，將不一一贅述。此外，構成船體的塊將被描述為作業空間的例子，根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺在該空間內使用。圖2示出了安裝在根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺的作業設備。
參照圖2，根據本發明實施例的錨索(tendon)受控的移動平臺安裝在塊10內的作業空間11內，該錨索受控的移動平臺包括移動平臺100、第一纜線510和第二纜線520，作業設備300安裝在該錨索受控的移動平臺100上。多根第一纜線510的另一端分別連接到安裝在移動平臺100上的多個上部絞盤 111，第一纜線510具有一端耦接到界定出了作業空間的結構的底部側。此外，多根第二纜線520的另一端分別連接到多個下部絞盤113，第二纜線520耦接到所述結構的上部側。在此，所述結構是指，例如，位於作業空間邊界區域的隔斷牆(參見圖1中的標記 13)或加固材料(參見圖1中的標記15和16)。所述多個上部絞盤111將多根第一纜線510卷繞或解開以調節第一纜線510的長度，並且所述多個下部絞盤113將多根第二纜線520卷繞或解開以調節第二纜線520的長度。通過調節所述多根第一纜線510和第二纜線520的長度，將作業空間11內的移動平臺 100的位置改變。因此，通過控制所述多個上部絞盤111和多個下部絞盤113，可將移動平臺100移動到作業空間11內想要的位置。因為移動平臺100在作業空間11內以浮動的方式移動，移動平臺100的移動不被加固材料15、16中斷。特別是，因為移動平臺100可以以最短的路線移動到目標位置，使得移動所需時間最小化。作業設備300可以是在作業空間11內執行各種所需任務例如焊接，爆破，噴塗和表面檢測的設備。因此，根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺可以將作業設備300快速移動並且很容易地移到作業空間11內需要執行任務的位置。下面將參考圖3更詳細地說明移動平臺100。圖3示出了根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺之移動平臺。參照圖3，根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺之移動平臺100包括主框架 101，多個上部絞盤111和多個下部絞盤113。所述多個上部絞盤111耦接到主框架101的上部，並且所述多個下部絞盤113耦接到主框架101的下部。上部絞盤111和下部絞盤113被布置在主框架101的邊界區域。假設有一個平面將主框架101分為上部和下部，並從垂直於該平面的一個方向看移動平臺100，上部絞盤111和下部絞盤113排列形成了各自的矩形的頂點。在此，由下部絞盤113所形成的矩形具有一對比上部絞盤111所形成的矩形短的側邊。換句話說，下部絞盤113被布置成比上部絞盤111更靠近主框架101的中央。這將在後面參考圖5和6進行更詳細說明。移動平臺100還包括導軌150，導軌150支撐並導引安裝在移動平臺100上的作業設備(參見圖2的標記300)。在此，導軌150通過多個支撐件131被支撐到主框架101，所述支撐件131被形成或安裝成從主框架101突出。導軌150可同時安裝在主框架101的上側和下側，如圖所示，這樣作業設備(參見圖2的標記300)可安裝在移動平臺100的上側和下側。此外，雖然未圖示，導軌150可安裝在主框架101的橫向側邊。在此，導軌150被布置成互相平行。在本發明中，「平行」一詞是指考慮到加工和安裝中出現的誤差的平行狀態，例如，幾乎平行的狀態，類似於安裝在鐵路上的一對軌道。因此，作業設備300可通過這些導軌150安裝在移動平臺100上，並由導軌150支撐和導引以沿著導軌150的縱向方向移動。在使用作業設備300完成塊10內部作用空間11中的任務後，需要將作業設備300 移到另一個作業空間(未示出)。將參照圖4說明作業設備300的移動。圖4示出了使用根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺將作業設備移動到相鄰作業空間的透視圖。根據本發明實施例中使用的錨索受控的移動平臺的作業設備的透視圖。這也參照圖1進行說明。參考圖4，安裝在根據本發明實施例的錨索受控移動平臺的移動平臺100上的作業設備300可通過檢查孔17移動到安裝在另一個相鄰作業空間(未示出)內的移動平臺 IOOa0換句話說，在塊10內部的作業空間11內的待執行任務完成後，可將作業設備300移動到另一個作業空間來繼續工作任務。因此，移動平臺100的一端應能夠通過檢查孔17與放置在另一相鄰塊(未示出) 內的另一個移動平臺IOOa形成接觸，並且作業設備300應能夠從移動平臺100移動到另一個移動平臺100a。為此，移動平臺100的一端應能與另一個移動平臺IOOa對接，因而移動平臺100應能夠移動到檢查孔17並且另一個移動平臺IOOa也應能夠移動到檢查孔17。後面將參考圖5和6更詳細地說明將移動平臺100移動至作業空間11的邊界。圖5示出了用於描述根據本發明實施例錨索受控移動平臺的纜線連接方法的比較示例，並且圖6是簡要示出根據本發明實施例的錨索受控移動平臺的側視圖。參考圖5，多根纜線500a、500b的一端耦接到界定出塊10內部作業空間11的結構，另一端分別連接到安裝在移動平臺IOOb上的多個絞盤110a、110b。這裡，所述多根纜線500a、500b分別連接至最接近纜線500a、500b的耦接到所述結構之另一端的絞盤110a、110b。也就是說，如圖所示，纜線500a的一端耦接到所述結構一側的上部側，另一端連接到安裝在移動平臺IOOb —側上部的絞盤110a，纜線500b的一端耦接到所述結構另一側的上部側，另一端連接到安裝在移動平臺IOOb的另一側上部的絞盤110b。其餘的纜線 500c、500d也分別連接到相鄰的絞盤110c、lIOd0在具有這種連接結構的比較示例中，在移動平臺IOOb移動到作業平臺11 一側的情況下，尤其是如果移動平臺IOOb需要移動到作業空間11 一側的邊界時，如圖4所示，連接到移動平臺IOOb所要靠近的所述結構側的纜線500a、500d的長度需最大程度地減少。施加到移動平臺IOOb的負載被傳遞給連接到所述結構上部側的纜線500a、500b， 為了使移動平臺IOOb移動而變短的纜線500a、500b變得具有更大的張力。因此，在所說明的例子中，耦接到所述結構一側的上部側的纜線500a具有最大的張力。在此，移動平臺IOOb移動朝所述結構的一側越接近，纜線500a的張力越大。此夕卜，為了將移動平臺保持水平，耦接到所述結構另一側之上部側的纜線500b也變得具有一定的張力。因此，無論纜線500a有多大的張力，由纜線500b施加給移動平臺IOOb的水平分力使得移動平臺IOOb難以到達位於作業空間11邊界的檢查孔17。為了解決上述問題，可以使纜線交叉，這將參照圖6進行說明。參考圖6，第一纜線510和第二纜線520分別以交叉的方式連接到上部絞盤111和下部絞盤113。具體來說，耦接到所述結構(界定出了塊10內部的作業空間11) 一側的上部側的第二纜線520a的另一端，以及耦接到所述結構一側之下部側的第一纜線510a的另一端，分別連接到安裝在移動平臺100—側上的下部絞盤113a和上部絞盤111a。同樣地，耦接到所述結構另一側的上部側的第二纜線520b的另一端，以及耦接到所述結構另一側之下部側的第一纜線510b的另一端，分別連接到安裝在移動平臺100另一側上的下部絞盤113b和上部絞盤111b。在此，如圖所示，在將移動平臺100移動到作業空間11 一側的邊界的情況下，在一側的第一纜線510a和在一側的第二纜線520a的長度被最大程度地減少。
在此，為了將移動平臺100保持水平，將另一側的第二纜線520b收緊，以阻止移動平臺100的另一側向下移動。但是，如果張力被賦予給另一側的第二纜線520b，朝作業空間 11另一側邊界的水平力施加到移動平臺100，阻止了移動平臺100移動到作業空間11 一側的邊界。在此，如果張力被賦予給一側的第一纜線510a，使移動平臺100朝作業空間11 一側的邊界移動的水平力以及使移動平臺100的一側向下移動的垂直力被施加給移動平臺 100。因為安裝在一側的下部絞盤113a由在一側的第二纜線520a支撐不向下移動，使移動平臺100的一側向下移動的垂直力成為繞安裝在一側的下部絞盤113a的力矩，由此成為提升移動平臺100另一側的力。因此，可以使賦予給另一側的第二纜線520b的張力降低，從而可以使通過第二纜線520b施加給移動平臺100朝作業空間11的另一側的水平力減少。此外，通過由一側的第一纜線510a施加到移動平臺100的朝作業空間11 一側的水平力，可以很容易地將移動平臺100朝作業空間11的一側移動。同時，朝作業空間11的一側的水平力也通過一側的第二纜線520a被施加給移動平臺100，由此允許移動平臺100移動至作業空間11 一側上的邊界。因此，因為用於保持移動平臺100水平的張力被分散給在一側的第一纜線510a和在另一側的第二纜線520b，可以增加移動平臺100的移動範圍。如上所述，將移動平臺100移動至作業空間11的一側的邊界需要利用通過一側的第一纜線510a施加到移動平臺100上繞一側的下部絞盤113a的力矩。為了利用該力矩， 從將移動平臺100的主框架(圖3的標記101)的上部和下部分開的平面的垂直方向看，需要將上部絞盤111和下部絞盤113互相間隔開，如參考圖3所述。在此，可通實驗或模擬，來獲得當從分開主框架上部和下部的平面的垂直方向看時上部絞盤111和下部絞盤113之間隔開的最佳距離。雖然未示出，在移動平臺的形狀與圖示移動平臺100的形狀不同時，上部絞盤111和下部絞盤113之間隔開的最佳距離也改變，從而所述隔開的距離根據移動平臺的形狀而改變。作為參考，如圖示，在移動平臺100移動至作業空間11的一側的邊界的情況下，在一側的第二纜線520a變得具有最大張力，從而需要使用具有比最大張力更大的可允許抗張強度的第二纜線520a。如上所述，當從將移動平臺100的主框架(圖3的標記101)上部和下部分開的平面的垂直方向看，通過將上部絞盤111和下部絞盤113分開布置，可擴大移動平臺110的移動範圍。同樣，如參考圖4所描述的，可將作業設備300容易地移到相鄰的移動平臺100a， 從而使作業設備300執行的任務完全自動化。圖 7是安裝在圖3所示的移動平臺上的作業設備示例的主視圖。圖8是圖7中 「A」部的放大視圖。參照圖7，作業設備300由一對導軌150支撐和導引。在此，如圖所示，作業設備 300可包括可移動地連接至導軌150的基座301和執行上述各種任務的作業機器人310。參照圖8，導軌150包括導杆151，導杆151包括多個安裝或集成在內的法蘭 (flange) 153、155，法蘭在垂直方向支撐和導引基座301。因此，導軌150的縱向截面為具有一個側開口的矩形形狀，並且開口側157布置成互相面對以支撐和導引基座301的兩端。如上所述，基座301可沿導軌150的縱向方向移動，從而在基座301和法蘭153、 155之間會有摩擦。此外，當作業設備300執行各項任務時產生的振動會被傳遞給導軌150， 並造成噪音。因此，多個輥子350、351被安裝在基座301兩端的上下側，以讓輥子350、351與法蘭153、155線接觸(linear contact)並支撐持基座301，以防止在基座301上下側與法蘭 153,155之間出現摩擦或防止振動互相傳遞。為允許作業設備300沿著導軌150的縱向方向移動，可安裝或形成沿導杆151的縱向方向突出的齒條齒輪(rack gear) 159，可在基座301上安裝小齒輪(pinion gear) 330 以與齒條齒輪159嚙合並由驅動裝置驅動(未示出)。雖然未示出，可以在導軌150的任意端上安裝鏈輪。然後，通過用鏈條連接兩個鏈輪並且將鏈條的一部分耦接至基座301任意端上的一部分，可使所述作業設備300沿導軌 150的縱向方向移動。此外，雖然沒有圖示，通過沿著導軌150的縱向方向安裝螺旋軸，並在基座301的兩端形成螺旋軸穿過的螺母部分，或通過將與螺旋軸耦接的螺母與基座301耦接，作業設備300可沿導軌150的縱向方向移動。可以有其他各種直線運動的裝置，可使作業設備300沿導軌150的縱向方向移動。同時，當使用作業設備300執行爆破或噴塗時，有可能通過導軌150的開口側157 帶入灰塵或砂粒。因此，雖然未示出，導軌150的開口側157內可裝有簾狀的防塵膜或防塵刷。雖然描述了根據本發明實施例的錨索受控的移動平臺，本發明的技術思想不限於本文介紹的具體實施例，在本發明技術思想的相同範圍內，通過對本發明的要素進行補充、 修改、刪除和添加，本發明所屬技術領域的技術人員可以實現其他的實施例，而不脫離本發明技術思想的範圍。
權利要求
1.一種錨索受控的移動平臺，其配置為在由一結構界定出的作業空間內移動，包括 移動平臺，其包括主框架、耦接到所述主框架上部的多個上部絞盤、以及耦接到所述主框架下部的多個下部絞盤，所述移動平臺被放置在所述作業空間內；多根第一纜線，各自具有耦接到所述結構的下側的一個端部，以及耦接到所述上部絞盤的另一個端部，所述第一纜線的長度可調節；以及多根第二纜線，各自具有耦接到所述結構的上側的一個端部，以及耦接到所述下部絞盤的另一個端部，所述第二纜線的長度可調節。
2.如權利要求1所述的錨索受控的移動平臺，其中，當從將所述主框架的上部與主框架的下部分開的平面垂直的方向看時，所述多個上部絞盤和所述多個下部絞盤被布置在互相分開的位置。
3.如權利要求2所述的錨索受控的移動平臺，包括四個上部絞盤和四個下部絞盤，並且其中，所述四個上部絞盤和四個下部絞盤被布置成在所述將所述主框架的上部與所述主框架的下部分開的平面上分別形成矩形，並且其中，由所述四個下部絞盤形成的矩形的任意一對相對側邊都比由所述四個上部絞盤形成的矩形的任意一對相對側邊短。
4.如權利要求1所述的錨索受控的移動平臺，還包括耦接至所述主框架的導軌，所述導軌配置成導引作業設備。
5.如權利要求4所述的錨索受控的移動平臺，其中所述導軌包括互相平行的多根導杆，並且其中所述多根導杆由多個從所述主框架突出的支撐件支撐。
6.如權利要求5所述的錨索受控的移動平臺，其中，所述多根導杆各自的截面為具有一個開口側的矩形形狀，並且所述開口側互相面對。
7.如權利要求4所述的錨索受控的移動平臺，其中，所個多根導杆各自具有齒條齒輪， 所述齒條齒輪沿著縱向方向設置或形成在所述導杆內，並且其中所述作業設備包括與多個所述齒條齒輪嚙合的多個小齒輪。
8.如權利要求7所述的錨索受控的移動平臺，所述作業設備還包括多個與所述導軌線接觸的輥子。
全文摘要
本發明公開了一種配置為在由一結構界定出的作業空間內移動的錨索受控的移動平臺。本發明的錨索受控的移動平臺包括主框架、耦接到所述主框架上部的多個上部絞盤、以及耦接到所述主框架下部的多個下部絞盤，所述移動平臺被放置在所述作業空間內；多根第一纜線，各自具有耦接到所述結構的下側的一個端部，以及耦接到所述上部絞盤的另一個端部，所述第一纜線的長度可調節；以及多根第二纜線，各自具有耦接到所述結構的上側的一個端部，以及耦接到所述下部絞盤的另一個端部，所述第二纜線的長度可調節，本發明可以擴大移動平臺的移動範圍，從而擴大工作區域，並可以將作業設備容易地移到相鄰的工作區域。
文檔編號B63B59/10GK102387959SQ201080016896
公開日2012年3月21日 申請日期2010年4月1日 優先權日2009年4月6日
發明者崔允瑞, 樸永俊, 金在勳, 金祥輝 申請人:三星重工業株式會社