阅读说明：本技术 一种水下导弹发射井筒凸膜压紧环的自动化激光除锈装置 (Automatic laser rust removal device for convex film compression ring of underwater missile launching shaft ) 是由 余文辉 陆宇 沈刚 解辉 刘立岩 张凌雲 汤裕 李翔 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水下导弹发射井筒凸膜压紧环的自动化激光除锈装置,包括：用于固定凸膜压紧环的旋转支撑机构、激光除锈头以及带动激光除锈头动作的三自由度移动机构；旋转支撑机构包括回转支撑,回转驱动装置和凸膜托架,凸膜托架固定连接在回转支撑的内圈的外圆周,回转驱动装置与回转支撑的内圈相连并驱动回转支撑的内圈带动凸膜托架相对于回转支撑的外圈旋转,所述凸膜压紧环固定在凸膜托架的上端；三自由度移动机构与激光除锈头相连并带动激光除锈头移动至不同工位对凸膜压紧环除锈。本发明能够实现凸膜压紧环的自动化除锈,提高除锈效率,并降低人力成本。(The invention discloses an automatic laser rust removal device for a convex film compression ring of an underwater missile launching shaft, which comprises: the three-degree-of-freedom moving mechanism is used for fixing the rotary supporting mechanism of the convex film pressing ring, the laser rust removing head and driving the laser rust removing head to move; the rotary support mechanism comprises a rotary support, a rotary drive device and a convex film bracket, the convex film bracket is fixedly connected to the outer circumference of an inner ring of the rotary support, the rotary drive device is connected with the inner ring of the rotary support and drives the inner ring of the rotary support to drive the convex film bracket to rotate relative to an outer ring of the rotary support, and the convex film compression ring is fixed at the upper end of the convex film bracket; and the three-degree-of-freedom moving mechanism is connected with the laser rust removing head and drives the laser rust removing head to move to different stations to remove rust on the convex film pressing ring. The invention can realize automatic rust removal of the convex film compression ring, improve the rust removal efficiency and reduce the labor cost.)

一种水下导弹发射井筒凸膜压紧环的自动化激光除锈装置

技术领域

本发明涉及一种水下导弹发射井筒凸膜压紧环的自动化激光除锈装置，属于自动控制技术领域。

背景技术

海基弹道核导弹是国家最重要的二次核反击力量，通常被装载于战略核潜艇上，其中，水下导弹发射井筒是战略核潜艇的导弹垂直发射装置。

由于水下导弹发射井筒的凸膜压紧环经常浸泡在具有腐蚀性的海水之中，从而造成凸膜压紧环出现锈蚀现象，所以就需要对凸膜压紧环进行定期的除锈维护工作。目前所采用的除锈方式多为人手持砂纸手工打磨或手持激光器进行手动除锈，由于凸膜压紧环的直径达到2250mm，尺寸较大，采用人工除锈的方式效率低、质量差，并且耗费了大量的人力成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种水下导弹发射井筒凸膜压紧环的自动化激光除锈装置，能够实现凸膜压紧环的自动化除锈，提高除锈效率，并降低人力成本。

为达上述目的，一种水下导弹发射井筒凸膜压紧环的自动化激光除锈装置，包括：用于固定凸膜压紧环的旋转支撑机构、激光除锈头以及带动激光除锈头动作的三自由度移动机构；旋转支撑机构包括回转支撑，回转驱动装置和凸膜托架，凸膜托架固定连接在回转支撑的内圈的外圆周，回转驱动装置与回转支撑的内圈相连并驱动回转支撑的内圈带动凸膜托架相对于回转支撑的外圈旋转，所述凸膜压紧环固定在凸膜托架的上端；三自由度移动机构与激光除锈头相连并带动激光除锈头移动至不同工位对凸膜压紧环除锈。

进一步的，三自由度移动机构包括水平移动机构、竖直移动机构和回转移动机构；水平移动机构包括水平电机、水平电机固定座和水平丝杠，竖直移动机构包括竖直立柱、竖直电机和竖直丝杠，回转移动机构包括悬臂、旋转电机和减速器；水平电机固定在水平电机固定座的一端，水平电机的输出轴与水平丝杠相连并带动水平丝杠旋转，竖直立柱的下端套设在水平丝杠上，并随着水平丝杠的旋转而沿着水平电机固定座水平移动；竖直电机固定在竖直立柱的顶部，竖直电机的输出轴与设置在竖直立柱内部的竖直丝杠相连并带动竖直丝杠旋转，悬臂的一端套设在竖直丝杠上，并随着竖直丝杠的旋转而沿着竖直立柱竖直移动；旋转电机和减速器均设置在悬臂的另一端，减速器的输出轴与激光除锈头相连，并通过旋转电机和减速器驱动激光除锈头围绕减速器输出轴的轴线旋转。

优选的，减速器为行星轮减速器。

进一步的，还包括：设置在旋转支撑机构和三自由度移动机构底部的T型底座，所述的T型底座包括横梁和纵梁，所述旋转支撑机构中回转支撑的外圈固定在横梁和纵梁的交汇位置，所述三自由度移动机构中的水平电机固定座固定在横梁上端；纵梁的两端底部分别设有支撑脚一、支撑脚二，横梁远离纵梁的一端的底部设有支撑脚三。

进一步的，纵梁的底部且分别位于支撑脚一旁边和支撑脚二旁边设置有定向轮一和定向轮二，纵梁的底部且位于支撑脚三的旁边设置有万向轮；支撑脚一和定向轮一之间、支撑脚二和定向轮二之间、支撑脚三和万向轮之间均通过联动踏板相连，触发联动踏板使支撑脚一和定向轮一其中之一、支撑脚二和定向轮二其中之一、支撑脚三和万向轮其中之一与地面接触。

进一步的，所述纵梁的设置支撑脚三一端的上部还设置一个拖杆。

进一步的，所述回转驱动装置包括设置在回转支撑内侧的回转电机和直角减速器，直角减速器与回转支撑的内圈固定相连并带动内圈相对进一步的，凸膜托架包括均匀固定在回转支撑内圈外壁上的三个支撑臂，支撑臂远离内圈的一端向上弯曲为爪状托架，爪状托架上均开设有定位孔，通过上述定位孔将凸膜压紧环定位连接于爪状托架上。

进一步的，所述支撑臂包括主臂和折臂，主臂的一端固定在回转支撑内圈外壁，主臂的另一端与折臂铰接相连，主臂上开设有容纳折臂的限位槽。

进一步的，水平电机固定座上沿水平移动方向的两侧设有水平导轨一和水平导轨二，竖直立柱的底部两端分别设有与水平导轨一相配合的水平滑块一和与水平导轨二相配合水平滑块二；竖直立柱沿竖直移动方向的两侧设有竖直导轨一和竖直导轨二，悬臂与竖直丝杠相连的一端分别设有与竖直导轨一相配合的竖直滑块一和与竖直导轨二相配合的竖直滑块二。

本发明提供的一种水下导弹发射井筒凸膜压紧环的自动化激光除锈装置，通过旋转支撑机构和三自由度移动机构的配合，能够实现凸膜压紧环的一次装夹对其包括内环面、上环面以及外环面三个工位的全自动的除锈工作；通过T型底座实现整个装置的稳固支撑，同时方便移动，使其适用范围更广；通过设计的可折叠的支撑臂，使凸膜压紧环自动换激光除锈装置更便于移动收纳，减少占用空间；本发明提高了凸膜压紧环的除锈效率和除锈质量，节约了大量人力。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的凸膜压紧环的自动化激光除锈装置的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是凸膜压紧环的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的凸膜压紧环的自动化激光除锈装置位于第一工位示意图；

图5是本发明一实施例提供的凸膜压紧环的自动化激光除锈装置位于第二工位示意图；

图6是本发明一实施例提供的凸膜压紧环的自动化激光除锈装置位于第三工位示意图；

图7是本发明中T型底座立体结构示意图；

图8是本发明中旋转支撑机构的立体结构示意图；

图9是本发明中三自由度移动机构的立体结构示意图；

图10是本发明中凸膜压紧环的自动化激光除锈装置工作流程图。

图中：1a、支撑脚一；1b、支撑脚二；1c、支撑脚三；2、凸膜压紧环托架；3、激光除锈头；4、竖直电机；5、悬臂；6a、竖直导轨一；6b、竖直导轨二；7竖直丝杠；8、竖直立柱；9、拖杆；10a、水平滑块一；10b、水平滑块二2；11、万向轮；12、水平丝杠；13、水平电机固定座；14、水平电机；15、回转支撑；16、旋转电机；17、减速器；18a、水平导轨一；18b、水平导轨二；19a、竖直滑块一；19b、竖直滑块二；20、T型底座；21a、定向轮一1；21b、定向轮二；22、回转电机；23、直角减速器；24、凸膜压紧环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明中的技术方案作详细的阐述。

如图1至图3所示，一种水下导弹发射井筒凸膜压紧环的自动化激光除锈装置，包括用于固定凸膜压紧环24的旋转支撑机构、激光除锈头3以及带动激光除锈头动作的三自由度移动机构；旋转支撑机构包括回转支撑15，回转驱动装置和凸膜托架2，凸膜托架2固定连接在回转支撑15的内圈的外圆周，回转驱动装置与回转支撑的内圈相连并驱动回转支撑15的内圈带动凸膜托架2相对于回转支撑15的外圈旋转，所述凸膜压紧环24固定在凸膜托架2的上端；三自由度移动机构与激光除锈头3相连并带动激光除锈头3移动至不同工位对凸膜压紧环24除锈。

具体的，三自由度移动机构包括水平移动机构、竖直移动机构和回转移动机构，其中水平移动机构包括水平电机14、水平电机固定座13和水平丝杠12，竖直移动机构包括竖直立柱8、竖直电机4和竖直丝杠7，回转移动机构包括悬臂5、旋转电机16和减速器17；水平电机14固定在水平电机固定座13的一端，水平电机14的输出轴与水平丝杠12相连并带动水平丝杠12旋转，竖直立柱8的下端套设在水平丝杠12上，并随着水平丝杠12的旋转而沿着水平电机固定座13水平移动；竖直电机4固定在竖直立柱8的顶部，竖直电机4的输出轴与设置在竖直立柱8内部的竖直丝杠7相连并带动竖直丝杠7旋转，悬臂5的一端套设在竖直丝杠7上，并随着竖直丝杠7的旋转而沿着竖直立柱8竖直移动；旋转电机16和减速器17均设置在悬臂5的另一端，减速器17的输出轴与激光除锈头3相连，并通过旋转电机16和减速器17驱动激光除锈头3围绕减速器17输出轴的轴线旋转。

减速器17优选为行星轮减速器。

如图1、图2和图7所示，本发明提供的水下导弹发射井筒凸膜压紧环自动化激光除锈装置还包括：设置在旋转支撑机构和三自由度移动机构底部的T型底座20，所述的T型底座20包括横梁和纵梁，所述旋转支撑机构中回转支撑15的外圈固定在横梁和纵梁的交汇位置，所述三自由度移动机构中的水平电机固定座13固定在横梁上端；纵梁的两端底部分别设有支撑脚一1a、支撑脚二1b，横梁远离纵梁的一端的底部设有支撑脚三1c。

由于凸膜压紧环24的面积较大，通过T型底座20和三个支撑脚组成一个三点稳定支撑结构，从而提高了整体设备的稳定性，各支撑脚的底部可以设计为盘状结构，以增大其和地面接触面积，从而进一步提高T型底座的稳定性。

纵梁的底部且分别位于支撑脚一1a旁边和支撑脚二1b旁边设置有定向轮一20a和定向轮二20b，纵梁的底部且位于支撑脚三1c的旁边设置有万向轮11；支撑脚一1a和定向轮一20a之间、支撑脚二1b和定向轮二20b之间、支撑脚三1c和万向轮11之间均通过联动踏板相连，触发联动踏板使支撑脚一1a和定向轮一20a其中之一、支撑脚二1b和定向轮二20b其中之一、支撑脚三1c和万向轮11其中之一与地面接触。

本实施例中，可以设置为踩下联动踏板，使支撑脚一1a、支撑脚二1b和支撑脚三1c接触地面，定向轮一20a、定向轮二20b和万向轮11均离地，提高T型底座20的支撑稳定性；松开联动踏板，使支撑脚一1a、支撑脚二1b和支撑脚三1c均离开地面，定向轮一20a、定向轮二20b和万向轮11接触地面，方便整个除锈装置移动至所需位置，万向轮11方便整个装置转向。

所述纵梁的设置支撑脚三1c一端的上部还设置一个拖杆9，方便拖拉整个装置移动。

如图1、图2和图8所示，具体的，所述回转驱动装置包括设置在回转支撑15内侧的回转电机22和直角减速器23，直角减速器23与回转支撑15的内圈固定相连并带动内圈相对于外圈旋转。

凸膜托架2包括均匀固定在回转支撑15内圈外壁上的三个支撑臂，支撑臂远离内圈的一端向上弯曲为爪状托架，爪状托架上均开设有定位孔，通过上述定位孔将凸膜压紧环24定位连接于爪状托架上。

为了便于收纳移动，所述支撑臂包括主臂和折臂，主臂的一端固定在回转支撑15内圈外壁，主臂的另一端与折臂铰接相连，主臂上开设有容纳折臂的限位槽，以使折臂向上弯折时可折叠在上述限位槽内，折臂打开时可以限位。

如图1、图2和图8所示，水平电机固定座13上沿水平移动方向的两侧设有水平导轨一18a和水平导轨二18b，竖直立柱8的底部两端分别设有与水平导轨一18a相配合的水平滑块一10a和与水平导轨二18b相配合水平滑块二10b；竖直立柱8沿竖直移动方向的两侧设有竖直导轨一6a和竖直导轨二6b，悬臂5与竖直丝杠7相连的一端分别设有与竖直导轨一6a相配合的竖直滑块一19a和与竖直导轨二6b相配合的竖直滑块二19b。通过滑块与导轨相配合的设计提高水平移动机构和竖直移动机构移动过程中的平稳性。

如图10所示，水下导弹发射井筒凸膜压紧环自动化除锈装置的工作流程如下：

如图4所示，三自由度移动机构配合动作，使激光除锈头3到达第一工位，旋转支撑机构带动凸膜压紧环24转动，旋转一周后凸膜压紧环24外环面除锈完成，旋转支撑机构停止转动；如图5所示，三自由度移动机构配合动作，使激光除锈头3到达第二工位，旋转支撑机构带动凸膜压紧环24转动，旋转一周后凸膜压紧环24上环面除锈完成，旋转支撑机构停止转动；如图6所示，三自由度移动机构配合动作，使激光除锈头3到达第三工位，旋转支撑机构带动凸膜压紧环24转动，旋转一周后凸膜压紧环24内环面除锈完成，旋转支撑机构停止转动，三自由度移动机构配合动作，激光除锈头3到达零位，由操作人员去下凸膜压紧环24，除锈工作完成。