技术领域
[0001] 本发明属于喷涂技术领域，特别是涉及浮标自动喷涂装置及方法。
相关背景技术
[0002] 海上浮标/航标是用于标示航道范围、指示浅滩、危及航行的障碍物或提供专门用途的重要水面助航标志。然而，由于浮标长期位于海洋环境中，面临着严峻的腐蚀挑战，因此需要对浮标进行特别的防腐喷涂处理。
[0003] 浮标体积庞大，传统的喷涂方式在作业过程中存在诸多不便。首先，防护漆本身具有刺激性气味，对作业人员的健康构成潜在威胁。其次，浮标的巨大体积使得人工作业难以连续完成喷涂，这不仅延长了施工周期，而且难以保证喷涂均匀和质量。
具体实施方式
[0028] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0029] 请参阅图1至图10。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0030] 以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
[0031] 请参阅图1‑10，本发明提供的浮标自动喷涂装置及方法的实施例。
[0032] 其中，浮标自动喷涂装置，包括：运载组件和分别设于浮标两侧的第一喷涂组件2和第二喷涂组件3，第一喷涂组件
2和第二喷涂组件3固定安装在运载组件上；
参阅图2，运载组件包括第一支撑平台10和第二支撑平台11，第一支撑平台10和第
二支撑平台11支撑并带动浮标沿自身轴线转动。运载组件一般为航标专用转运平车，其包括车体、前顶升结构（第一支撑平台）和后顶升机构（第二支撑平台），沿车体的长度方向，前顶升结构和后顶升机构分别设置在车体的上表面，对航标进行支撑；车体的下表面设置有行走机构，行走机构用于驱动车体移动。考虑到航标的实际形状，第一支撑平台10设置在车体一端的中部，由多个滚筒阵列成弧形支撑面托住航标，第二支撑平台11设置在车体另一端的两侧部，使用滚轮支撑航标，当滚轮和滚筒转动时，可以带着航标沿自身轴线旋转；
参阅图1，第一喷涂组件2包括第一漆管20和第一喷嘴21，第一漆管20与浮标的母
线走向匹配，第一漆管20需要设置相应的支撑固定结构，由于具体支撑固定方式可以任意设置，因而图中没有示意出。多个第一喷嘴21沿第一漆管20阵列设置，第一喷嘴21与第一漆管20连通，第一漆管20朝向浮标表面。航标/浮标形状为柱形回转结构，浮标的母线是指能绕轴旋转形成柱形回转结构的边线。第一漆管20与浮标的母线走向匹配，但并不要求完全一致，只要第一漆管20与浮标的母线走向大体一致即可，同时还应保持相应的距离，这样在航标/浮标转动的过程中，第一漆管20的保护漆能够均匀的喷涂到浮标表面；
参阅图5，第二喷涂组件3包括容纳仓30和第二喷嘴31，容纳仓30为壳体结构且也
与浮标的母线走向匹配，容纳仓30上设置有贯穿的滑动槽，滑动槽方向与浮标的母线走向匹配，贯穿方向指向浮标表面。第二喷嘴31滑动安装于滑动槽中。容纳仓30也需要设置相应的支撑固定结构，使其固定于转运平台上。当第二喷嘴31沿滑动槽滑动时，可沿浮标的母线走向在浮标长度方向的表面喷涂出一个区域；如果第二喷嘴31保持不动，浮标转动，则可在浮标的周向方向喷涂出一个圆周区域，通过两者配合，能够喷满浮标表面。
[0033] 上述实施例中，第一喷涂组件和第二喷涂组件可以喷涂不同品类的涂料，例如第一喷涂组件喷涂底层普通涂料，第二喷涂组件用于喷涂具有海水防腐性能的外层特种涂料，特别是能够抑制海洋生物附着的水下漆。考虑到外层特种涂料的性能特性，喷涂难度和技术性更高，第二喷涂组件的第二喷嘴31可以由技术人员操作。具体来说，技术人员通过控制第二喷嘴31沿滑动槽的滑动速度和/或浮标转动速度，可以控制特种涂料的喷涂位置和喷涂量等，从而实现更高质量和更灵活的喷涂，提高了喷涂的灵活性和适应性。自动化与人工结合，同时解决了现有技术中人工喷涂作业难以连续完成、喷涂质量难以控制的问题，显著提高了浮标的防腐性能，实现了作业人员劳动强度和浮标涂层喷涂质量的均衡。
[0034] 本实施例请参阅图3‑4，第二喷涂组件3还包括滑环32、柔性膜33和纵向骨架34；两个滑环32分别可拆卸的设置于浮标的两端，当浮标转动时，滑环32随浮标一起
转动。滑环32内环与浮标外径匹配，外环上设置有限位滑槽。滑环32可以由多段的弧形拼接而成，滑环32的内部面带有磁性，从而方便的将滑环32安装于浮标上或从浮标上取下；
容纳仓30沿浮标圆周方向的上下两侧均开口，上侧形成第一腔体302，下侧形成第
二腔体303；纵向骨架34包括连接杆341和接触块342，连接杆341与浮标的母线走向匹配，两个接触块342分别固定在连接杆341的两端，两端的接触块342分别与两个滑环32的限位滑槽滑动配合，可以将配合区的形状设置成“T”形，保证滑动的同时防止从滑槽中脱出；
纵向骨架34有多组，柔性膜33连接在多组纵向骨架34之间，初始时，柔性膜33被折
叠，柔性膜33和多组纵向骨架34均收纳于第一腔体302内；工作时，多组纵向骨架34从第一腔体302沿浮标圆周阵列展开并连接到第二腔体303，与第二腔体303固接，柔性膜33包裹浮标喷涂段。
[0035] 在喷涂的过程中，浮标转动，而多组纵向骨架34和柔性膜33则像灯笼一样包裹住浮标的喷涂作业区域。由于纵向骨架34与浮标两头的滑环32是滑动配合的，在浮标转动过程中，纵向骨架34和柔性膜33并不会转动。为了加强纵向骨架34和柔性膜33形成的灯笼结构的稳定性，还可以沿其圆周方向设置多圈环形箍筋作为横向骨架。
[0036] 上述实施例中，通过巧妙设计的纵向骨架与柔性膜组合，实现了对浮标喷涂作业区的有效隔离，提升了喷涂作业的环境友好性与安全性，能够降低喷涂过程中油漆外泄，尤其是当第二喷涂组件喷涂外层特种涂料时，更能防止含有特殊防海洋生物生长成分的涂料飘散至作业区外，从而有力保障了操作人员的身体健康，降低了环境污染风险。
[0037] 本实施例请参阅图2‑6，滑动槽的上端面外侧设置有上密封膜3011，滑动槽的下端面外侧设置有下密封膜3012，上密封膜3011和下密封膜3012通过磁吸条3013连接成一体；第二喷嘴31包括滑动本体310和喷枪312，滑动本体310的上下端分别与滑动槽的上下端面滑动配合，滑动界面位于密封膜内侧，喷枪312贯穿滑动本体310，喷枪312的喷出口朝向浮标表面。可以如图7所示，将滑动本体310的上下端设置为圆柱形，该圆柱形与滑动槽的上下端面的沟槽滑动配合，从而确保滑动本体310能沿着浮标母线移动；
滑动本体310上，与密封膜配合处，滑动方向的两侧设置有尖部3101，滑动本体310
沿滑动槽滑动过程中，尖部3101分开上密封膜3011和下密封膜3012之间的磁吸条3013，磁吸条3013为柔性，尖部3101不能使用具有磁吸效益的材料，当滑动本体310滑走后，相应区域的上密封膜3011和下密封膜3012在磁吸条3013的作用下自动恢复成一体并封闭滑动槽。
[0038] 在上述实施例中，上密封膜3011与下密封膜3012通过磁吸条3013的巧妙设计，不仅实现了滑动槽的紧密封闭和滑动本体310的滑动，而且极大地提升了油漆喷涂作业的安全性和环保性。磁吸条3013的磁力确保了密封效果的持久稳定，即使在滑动本体310频繁滑动操作的过程中，也能有效防止油漆从缝隙中泄露，从而避免了环境污染和油漆材料的浪费。此外，还简化了操作流程，使得滑动本体310在滑动槽内的移动更加顺畅无阻，进一步提升了喷涂作业的效率和质量。
[0039] 本实施例请参阅图7和图8，滑动本体310上设置有贯穿的安装孔，安装孔中设置有与喷枪312朝向一致的摄像头311，摄像头311端部不超出滑动本体310表面，摄像头311朝向浮标表面，与摄像头311位置匹配处，滑动本体310上转动套设有透明圈313。图7中，对透明圈313进行了局部剖切，以便于表示出透明圈313与滑动本体310的位置关系。滑动本体310外侧的上部设置有显示屏，显示屏显示摄像头311拍摄的画面。
[0040] 上述实施例通过巧妙地安装摄像头与透明圈，在浮标喷涂过程中提供了内部可视化监控手段。摄像头被巧妙地置于滑动本体内，并通过透明圈的隔离，有效防止了油漆喷雾的干扰。即使油漆遮挡了透明圈的某一部分，也可以通过简单旋转透明圈，迅速恢复摄像头视角，确保喷涂作业区域可视化。
[0041] 本实施例可结合图6和图7，显示屏的背部设置有动力机构，动力机构包括第一动力轴35、第二动力轴36和第三动力轴37，且自少一根动力轴由动力源驱动；各个动力轴的中部设置有转动配合的支撑环351，各个动力轴由支撑环351转动支撑，支撑环351通过伸缩柱352连接于显示屏的背部，伸缩柱352的长度可以伸缩，受到压力时变短，没有压力时变长，各个动力轴的两端部通过摩擦带38连接并同步动力，摩擦带38还与容纳仓30的外壳接触。
这样设置的作用是，让三个动力轴与显示屏的背部的距离可以根据显示屏的背部与容纳仓
30的外壳的距离自动适应，从而让摩擦带38总是贴于显示屏的背部，当摩擦带38转动时，其能够带着滑动本体310和喷枪312沿着滑动槽移动进行自动喷涂。
[0042] 作为上述实施例的另一种方案，滑动本体310外侧的外部设置有第一固定环3102，喷枪312的尾端设置有第二固定环，第一固定环3102和第二固定环之间连接有锥形的连接膜314；喷枪312与滑动本体310配合部位为球面配合，且配合界面有摩擦阻力。
[0043] 上述实施例中，喷枪312由于与滑动本体310是贯穿关系且贯穿区域为球面配合，因此喷枪312可以相对于滑动本体310按照一定的角度进行偏转，可以由经验丰富的操作人员手动控制滑动本体310的滑动位置和喷枪312的偏转角度，根据显示屏的画面反馈进行喷涂作业。相比于上一实施例中喷枪角度固定，喷枪滑动位置由动力机构控制，本实施例中，喷枪角度可以调节，喷枪滑动位置由作业人员控制，可以实现更为灵活的喷涂作业，兼顾喷涂质量和喷涂效率。例如，第一遍喷涂采用上一实施例的自动化模式喷涂，第二遍采用本实施例的人工操作模式，由经验丰富的作业人员根据显示屏看到的情况对第一遍的喷涂进行补充喷涂。
[0044] 本实施例请参阅图9，容纳仓30朝向浮标一侧设置有分隔板304，分隔板304朝向浮标延伸但不与浮标接触，分隔板304高于滑动槽；容纳仓30背向浮标一侧设置有进气管305，进气管305沿滑动槽布置，沿途通过多
个支气管3051连入容纳仓30和浮标之间的区域，且连通区域位于分隔板304下侧；
还设置有出气管306，出气管306沿进气管305布置，沿途连入容纳仓30和浮标之间
的区域，且连通区域位于分隔板304上侧。
[0045] 上述实施例的有益效果在于：通过设置分隔板、进气管和出气管，实现了对容纳仓（灯笼结构）与浮标之间区域气体的有效管理。进气管能够通入气体，通过支气管均匀分布到该区域下部，而出气管则负责将上部气体抽出，形成气体绕浮标外周的循环，有利于喷涂过程中有害气体的收集和集中无害化处理。同时，通过调整进气管中通入气体的流速和温度，可加速喷漆干燥过程，提高生产效率。整体设计巧妙，既保证了喷涂环境的良好通风，又实现了环保与高效的双重目标。
[0046] 本实施例中，分隔板304靠近浮标一侧设置有烘烤板3041，烘烤板3041通电发热。本实施例中，烘烤板的设计显著提升了喷涂干燥速度，通过通电发热，为喷涂区域提供了额外的热源，加速了油漆中溶剂的挥发，从而缩短了整体喷涂周期，提高了生产效率，同时保证了喷涂质量的稳定性。
[0047] 本实施例为浮标自动喷涂方法，采用上述的浮标自动喷涂装置，包括以下步骤：准备步骤：将浮标本体放置到运载组件上，浮标两端分别由第一支撑平台10和第
二支撑平台11支撑，运载组件可参阅图2；运载组件将浮标运载到喷漆/烤漆房内，喷漆/烤漆房可参阅图10。喷漆/烤漆房是提供涂装作业专用环境的设备，能满足涂装作业对温度、湿度等要求，能将喷漆作业时产生的漆雾及有机废气限制并处理后排放；将滑环32安装到浮标本体的两端，将收纳于第一腔体302内的柔性膜33和纵向骨架34沿滑环32圆周展开，柔性膜33和纵向骨架34形成灯笼结构包覆浮标本体的喷涂段；
一阶段喷涂步骤：第一支撑平台10和第二支撑平台11带动浮标沿自身轴线转动；
第一漆管20通入第一浮标漆，并通过多个第一喷嘴21均匀喷涂到浮标的母线上，在浮标转动过程中均匀喷满浮标表面；浮标转动过程中，烘烤板3041发热并烘烤浮标表面；进气管
305通入气体，并通过多个支气管3051将气体充入灯笼结构内分隔板304下侧，气体沿浮标外表面圆周流动到灯笼结构内分隔板304上侧后，出气管306将气体抽出。第一浮标漆一般为普通油漆，可根据需要选择市面现有产品；
二阶段喷涂步骤：浮标停止转动，第一漆管20停止喷涂；第二喷嘴31通入第二浮标
漆并沿滑动槽方向均匀移动，将第二浮标漆均匀喷涂到浮标的母线上；第二喷嘴31移动到另一端后，第一支撑平台10和第二支撑平台11驱动浮标转动设定角度，烘烤板3041对刚喷涂部分进行烘烤，第二喷嘴31反向移动进行喷涂，重复上述过程直到全部喷涂完成。整体喷涂结束后，还可以由人工操作，对局部区域进行补喷。上述过程中，进气管305和出气管306工作模式与一阶段喷涂步骤相同。第二浮标漆为特种漆，喷涂于浮标水位线以下区域，能够强化防腐性能，特别是抑制海洋生物在浮标上生长繁殖，可以选择防污漆（如含有机锡的防污漆、自抛光防污漆、低表面能防污漆、生物防污漆等）和传统的含重金属氧化物的防污涂料（如含铜、铅、汞等的涂料，但环保性较差，现已较少使用）；
三阶段喷涂步骤：对于一阶段喷涂步骤和二阶段喷涂步骤中未能喷涂到的区域，
进行补充喷漆，例如支撑部位。
[0048] 上述工作过程中，涂层喷涂厚度控制主要依赖于单位时间喷嘴的喷出流量以及喷嘴在浮标上扫过的面积。
[0049] 首先，考虑喷嘴的喷出流量。这个流量是由管道中流体涂料的压力和管道的截面大小共同决定的，可以用函数表示为：Q=f(P,A)
其中，Q 是喷出流量，P 是涂料压力，A 是管道截面。
[0050] 为了改变喷出流量，我们可以调整管道中的涂料压力。通常，增加涂料压力会导致喷出流量增加，而减小涂料压力则会使喷出流量减少。管道截面大小虽然也可以影响流量，但它在大多数情况下是固定的，除非我们更换不同截面的管道来进行微调。
[0051] 接下来，考虑喷嘴在浮标上扫过的面积。这个面积是由浮标的角速度、浮标的半径以及喷嘴的喷出形状（喷雾形状）共同决定的，可以用函数表示为：F=g(ω,r,S2)
其中，F是喷嘴扫过的面积，ω 是浮标的角速度，r 是浮标的半径，S 是喷嘴的喷
出形状（这通常是一个固定的几何形状，但可以通过更换喷嘴来调整）。
[0052] 为了改变扫过的面积，我们可以调整浮标的转动角速度。增加角速度会使喷嘴在单位时间内扫过更大的面积，而减小角速度则会使扫过的面积减小。浮标的半径和喷嘴的喷出形状通常是固定的，但我们可以考虑更换不同半径的浮标或不同形状的喷嘴来进一步调整扫过的面积。
[0053] 将这两个因素结合起来考虑。为了得到所需的涂层厚度，我们需要确保单位时间内喷涂到浮标上的涂料总量是适当的。这可以通过调整涂料压力和浮标角速度来实现。
[0054] 单位时间喷涂到浮标上单位面积上的涂料厚度为：T= Q/F
其中，T是涂层厚度，Q是喷出流量，F是喷嘴扫过的面积。
[0055] 如果涂料压力较高（控制喷出流量Q），而浮标角速度适中（控制喷嘴扫过的面积F），那么喷出的涂料量会较多，但扫过的面积也适中，从而可以得到较厚的涂层。相反，如果涂料压力较低，而浮标角速度较快，那么喷出的涂料量会较少，但扫过的面积较大，从而可以得到较薄的涂层。
[0056] 通过精确调整管道中的涂料压力和浮标的角速度，我们可以有效地控制涂层的厚度。这个过程需要一定的实践和经验积累，但一旦掌握了初始数据，就可以得到均匀且符合要求的涂层厚度，并可以通过自动化的控制器来自动调节浮标的转速和涂料的压力，从而调节喷涂厚度。
[0057] 例如以PLC作为喷涂装置的下位控制器，直接控制浮标转速和管道流量，然后PLC和手机使用WLAN连接，操作人员可以使用手机上的上位机调节/控制相关参数；或者在烤漆房内放置工控机来调节/控制相关参数。
[0058] 综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点，能够产生有益的技术效果，具有显著的进步。
[0059] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
