устройство для обработки поверхностей

Формула изобретения

1. Устройство для обработки поверхностей, содержащее гидровакуумные присоски, соединенные трубопроводами через распределительный блок, регулируемый системой управления, с вакуумным насосом и резервуаром для моющей жидкости, и привод для перемещения присосок по поверхности, выполненный в виде линейного вакуумного двигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено механизмом изменения направления его перемещения, ползуном и жестко соединенными между собой с образованием прямого угла направляющими, при этом одна из направляющих закреплена на одной из присосок, корпус которой шарнирно связан со штоком двигателя, и расположена параллельно ее продольным кромкам, а вторая направляющая расположена параллельно поперечным кромкам присосок, ползун установлен в направляющих с возможностью поступательного перемещения и жестко связан с другой присоской, корпус которой шарнирно соединен с цилиндром линейного двигателя, механизм изменения направления перемещения устройства расположен на участке соединения направляющих, а цилиндр установлен под углом к направляющим.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм изменения направления перемещения состоит из имеющего вакуумный мембранный привод с возвратной пружиной толкателя, установленных с возможностью вращения на оси, расположенных взаимно перпендикулярно и имеющих фиксаторы рычагов, при этом толкатель шарнирно связан с рычагами, а фиксаторы установлены с возможностью перемещения в направлениях, перпендикулярном осям направляющих.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно имеет разделительный резервуар с отражателем, резервуар с моющей жидкостью установлен на одной из присосок и соединен с вакуумным насосом через разделительный резервуар, при этом последний вместе с распределительным блоком размещены на другой присоске.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к коммунальному машиностроению, конкретно, к конструкциям самоходных устройств, перемещающимся по гладким поверхностям, произвольно ориентированным в пространстве, и может быть использовано для сухой и влажной очистки таких поверхностей, а также для их окраски, сварки, механообработки и исследования структуры.

Цель изобретения повышение производительности.

На фиг. 1 представлена конструктивно-кинематическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1 с условно снятыми трубопроводами и баками.

Устройство для обработки поверхностей содержит привод, который выполнен в виде линейного вакуумного двигателя. Шток 1 этого двигателя через цилиндрический шарнир 2 соединен с гидровакуумной присоской 3, а цилиндр 4 через цилиндрический шарнир 5 соединен с другой гидровакуумной присоской 6. Поршень 7 разделяют между собой штоковую 8 и безштоковую 9 полости цилиндра. Цилиндр 4 расположен с наклоном к двум жестко соединенным и образующим прямой угол между собой направляющим 10 и 11. Направляющая 10 жестко соединена с гидровакуумной присоской 3 и расположена параллельно ее передним и задним кромкам 12. Направляющая 11 расположена параллельно боковым кромкам 13 гидровакуумных присосок 3 и 6. В направляющих с коробчатым сечением с возможностью перемещения в них установлен ползун 14. Ползун 14 с помощью тяги 15 жестко соединен с присоской 6. В место соединения направляющих 10 и 11 расположен механизм изменения направления перемещения.

Механизм изменения направления перемещения может быть выполнен в виде имеющего мембранный вакуумный прибор 16 с возвратной пружиной 17 толкателя 18. Толкатель 18 подвижно соединен с взаимноперпендикулярными рычагами 19 и 20, установленными с возможностью перемещения вокруг оси 21 и имеющими на своих концах фиксаторы 22 и 23. Фиксаторы 22 и 23 установлены с возможностью перемещения по нормали в направляющих 10 и 11. Вакуумный мембранный привод жестко установлен на поверхности присоски 3.

Предлагаемое устройство может быть выполнено так, что резервуар 24 с моющей жидкостью 25 установлен непосредственно, например, на поверхности присоски 6 и соединен через гидровакуумные присоски 3, 6 и распределительный блок 26 с разделительным резервуаром 27. Разделительный резервуар 27 через отражатель 28 соединен трубопроводом с вакуумным насосом 29, а распределительный блок 26 соединен электрическим кабелем с системой управления 30. При этом разделительный резервуар 27 и распределительный блок 26 установлены на гидровакуумной присоске 3.

Устройство для обработки поверхностей работает следующим образом.

Устройство устанавливается на обрабатываемую поверхность 31 и при включенном вакуумном насосе 29 в полостях гидровакуумных присосок 3 и 6 формируется разрежение. Под действием атмосферного давления присоски 3 и 6 прижимаются к поверхности 31 и надежно удерживают устройство на ней.

На выходе распределительного блока 26 создается три уровня давлений: p₀ атмосферное давление; p₁ меньшее разрежение; p₂ - большее разрежение; причем p₀ > p₁ > p₂.

Для обеспечения прямолинейного перемещения устройства, например, вверх, мембранный вакуумный привод 16 отключен от вакуума и соединен с атмосферным уровнем давления. Поэтому под давлением возвратной пружины 17 толкатель 18 оказывает усилие на рычаги 19 и 20, фиксатор 22 перекрывает сечение направляющей 10, устраняя возможность ползуну 14 двигаться по ней, в то время, как фиксатор 23 выведен из направляющей 11, обеспечивая ползуну 14 возможность свободно двигаться по направляющей 11.

При этом от системы управления 30 следуют сигналы на распределительный блок 26 и в полости присоски 6 со штоковой полостью 8 формируется больший уровень разрежения p₂, а в полости присоски 3 и бесштоковой полости 9 формируется меньший уровень разрежения p₁. Так как эффективные площади присосок 3 и 6 одинаковы, то сила трения об обрабатываемую поверхность 31 будет больше у той присоски, под которой уровень разряжения будет больше. В рассматриваемом случае сила трения об обрабатываемую поверхность 31 будет больше у присоски 6, чем у присоски 3. Поэтому присоска 6 вместе с цилиндром 4 остается неподвижной, а присоска 3 под действием сил, развиваемых на штоке 1, вместе с ним перемещается вверх прямолинейно. Прямолинейность перемещения обеспечивается с помощью прямолинейной направляющей 11, по которой скользит ползун 14.

После окончания полного рабочего хода поршня 7 и при выдвинутом штоке 1 вновь срабатывает система управления 30 с распределительным блоком 26. Теперь разрежение с большим уровнем p₂ формируется в полости присоски 3 и в бесштоковой полости 9, а разрежение с меньшим уровнем p₁ формируется в полости присоски 6 и штоковой полости 8. Поэтому присоска 3 фиксируется на поверхности 31 и вместе со штоком 1 и поршнем 7 остается неподвижной, а присоска 6 без отрыва от поверхности 31 вместе с цилиндром 4 и ползуном 14 перемещается прямолинейно вверх, подтягиваясь к присоске 3.

Таким образом совершается один цикл или шаг перемещения устройства вверх. Для дальнейшего движения устройства вверх количество описанных его циклов повторяется требуемое число раз.

Движение устройства вниз реализуется аналогичным образом, только разряжение с большим уровнем p₂ и меньшим уровнем p₁ подается поочередно в этом случае одновременно с пары полостей: вакуумной присоски 3 и штокувую 8, а также вакуумной присоски 6 и бесштоковую 9.

Для обеспечения бокового перемещения устройства ползун 14 занимает положение в углу место соединения направляющих 10 и 11. После этого в мембранный вакуумный привод 16 от системы управления 30 через распределительный блок 26 подается разрежение с большим уровнем p₂. В результате пружина 17 сжимается, а толкатель 18,перемещаясь вверх, поворачивает взаимоперпендикулярные рычаги 19 и 20 вокруг оси 21. При этом фиксатор 23 перекрывает сечение прямолинейной направляющей 11, исключая возможность двигаться по ней ползуну 14, в то время, как фиксатор 22 выводится из направляющей 10, обеспечивая свободное перемещение по ней ползуна 14. В этом случае при подаче разрежения с большим уровнем p₂, например, в полость нижней присоски 6 и штоковую полость 8, а с меньшим уровнем p₁ в полость верхней присоски 3 и бесштоковую полость 9, происходит перемещение присоски 3 на фиг. 1 вправо относительно остающейся неподвижной присоски 6 на весь ход ползуна 14 по направляющей 10. Это происходит под действием усилия, разливаемого на выдвигающемся штоке 1 с его поворотом в шарнире 2 относительно присоски 3, и одновременным поворотом цилиндра 4 в шарнире 5 относительно присоски 6. После упора конца направляющей 10 в остающийся неподвижным ползуном 14, разрежение с большим уровнем p₂ подается в полость присоски 3 и бесштоковую полость 9, а разрежение с меньшим уровнем p₁ в полость присоски 6 и штоковую полость 8. Происходит фиксация на обрабатываемой поверхности 31 присоски 3 и расфиксация присоски 6. Поэтому под действием усилия, развиваемого разностью давлений на цилиндре 4, происходит его подтягивание совместно с присоской 6 вправо к присоске 3.

Таким образом совершается один цикл или шаг перемещения устройства вправо. Для дальнейшего бокового перемещения устройства вправо описанный цикл работы воспроизводится требуемое число раз, после чего механизм изменения направления перемещения вновь переключается, обеспечивая движение устройства вверх или вниз. Для перемещения устройства влево описанный выше цикл его перемещения вправо воспроизводится аналогичным образом, только в обратном порядке.

В процессе перемещения устройства и под действием разрежения, создаваемого под присосками 3 и 6 обеспечивается их поочередное безотрывное скольжение по поверхности 31 с одновременным прокачиванием в их плоскостях моющей жидкости 25, которая подается из бака 24 под каждую из присосок. Процесс очистки поверхности 31 происходит благодаря гидродинамическому и химическому воздействию на нее потоком моющей жидкости в полостях присосок 3 и 6, а также благодаря механическому воздействию упругих кромок присосок 3 и 6 на поверхность 31.

Из полостей присосок 3 и 6 моющая жидкость 25 поступает в разделительный бак 27, по мере наполнения которого она устраняется из него. При этом моющая жидкость 25 не поступает никуда далее разделительного бака и чтобы избежать ее попадания в вакуумный насос 29 используется отражатель 28, задерживающий взвешенные частицы жидкости за счет оказания газодинамического сопротивления их перемещения. В результате, моющая жидкость с содержащимися в ней поверхностно-активными веществами и частицами загрязнений поверхности 31 не оказывает разрушающего коррозионного и засоряющего воздействия на рабочие части и зазоры вакуумного насоса 29, тем самым значительно повышая надежность и его долговечность работы, а также всего устройства в целом.

Благодаря размещению баков 24 и 27 с распределительным блоком 26 непосредственно на гидровакуумных присосках 3 и 6, количество трубопроводов, связывающих устройство с наземным технологическим обеспечением значительно сокращается. Это приводит к повышению мобильности и маневренности устройства, а также обеспечению возможности дистанционного управления ими с помощью радио.

Кроме того, размещение бака 24 с моющей жидкостью 25 непосредственно на поверхности, например, присоски 6 приводит к устранению физического ограничения по высоте подачи и подъема моющей жидкости не больше, чем на 10 метров под действием разрежения с уровнем, равным 1 кгс/см². Это также расширяет технологические и функциональные возможности предлагаемого устройства.

Технические преимущества решения заключаются:

-в сокращении количества перемещающихся с трением и изнашивающихся уплотнений, а также гидровакуумных присосок,

-значительном расширении технологических и функциональных возможностей за счет устранения физического ограничения по высоте подачи моющей жидкости к рабочим гидровакуумным присоскам:

-повышении надежности за счет исключения прокачивания загрязненной моющей жидкости с поверхностно-активными добавками через вакуумный насос с его притертыми рабочими поверхностями;

-в повышении мобильности и быстродействия маневренности за счет многократного сокращения количества тяжелых трубопроводов с моющей жидкостью, соединяющих полости гидровакуумных присосок с вакуумным насосом.