CN1148367A - 用于在船体下侧进行外表面作业的设备 - Google Patents

Abstract

为了在船(14)支承在干船坞(10)的地面(12)的垫块(16、18)上时磨耗性地喷砂清理船体(24)的底部(28)，装有一朝上的闭循环磨砂轮(58)，它具有一沿其前周边向前伸出的耐用而柔软的密封(66)，并安装成能沿一移动小车(56)的能适度活动的轨道(76)横向移动。设有一控制板(126)，用于实现横移，从而控制磨料的喷射，用于控制小车(56)沿干船坞地面(12)的X-Y移动，和用于伸长和缩短小车(56)框架的轨道端部支承千斤顶(86)，以便局部地使轨道端部的垂直定位与船(14)的底部(28)一致。

Description

用于在船体下侧进行外表面作业的设备

1993年5月18日授予Garland等人的美国专利No.5211125涉及一种用于在通常是船体的垂直侧壁区上进行外表面作业的设备和方法。要进行的这种作业一般是喷砂清理和对船体的这些区域喷涂油漆。在1995年3月21日授予Goldbach等人的美国专利No.5398632中和1994年10月11日授予Goldbach等人的美国专利No.5353729中公开了对上述设备和方法的各种努力发展和改进。

总之，上述美国专利公开了沿船(当船舶在干船坞中或在漂浮时)侧壁的至少一部分放置塔架，并靠着船体将一个塔架或若干个塔架遮盖起来，以建立一个封闭的空间，该空间用一个空气处理装置通风。空气处理***对供往封闭空间的空气加热并调节，并从由封闭空间中排出的空气中分离出粉尘和挥发性有机化学物质。

在船体上进行的作业是在封闭的空间中从一个装在可垂直地升降的台车上的平台上完成的，该台车支承在相应的塔架上。在清理作业中，喷砂清理装置的输出是从平台对着船体的相应的增大部分作用的。在油漆作业中，喷漆装置是从平台对着船体相应的增厚部分作用的。

虽然船体侧壁的大部分基本上是垂直的，但是在船头区和船尾区则有空间曲率，即使在舯部，在侧壁底部下面，外表面也是从垂直表面到水平表面弯曲的。船体底部的外表面的大部分通常是或基本上是水平的(特别地，如果船是经济上明显有利的散装货船，例如非常大的油轮)。

上述美国专利还在其中公开了一种在弯曲的船头、船尾和船体侧壁的侧壁底部(或舱底)区进行表面作业的方法。使作业的进行能适应这些区域中曲率的实际情况的这一方法的重要部分是，将工作平台用一组悬臂装在台车上，这些悬臂可朝着台车伸出并离开台车缩回，以使在船体离开相应塔架而弯曲的地方，悬臂能伸出(在需要时，可彼此相互不同地伸出)，以便经常保持工作平台与要进行作业的船体侧壁的特定增厚部分之间距离的均匀性，而不管增厚部分是基本上垂直的大面积的一部分还是船身离开塔架弯曲的过渡区的一部分。

对一个塔架或若干个塔架的遮盖不仅仅包括围绕一个塔架或一组并排的塔架的后面和侧面延伸的部分和在顶部上延伸的部分，而且还包括用其上支承有塔架的支承面密封的部分(例如船在干船坞时的干船坞甲板或正在进行作业的船在漂浮时靠泊的驳船)。此外，在封闭空间的左右两端，围帐例如借助于用于柔软的塑料织物帐蓬的蝙蝠翼形骨网向前延伸，以贴着船体侧壁表面密封，该帐蓬具有沿其前缘固定的磁性夹具。在侧壁的下部，在船体外表面朝水平位置弯曲得过份历害，以致不能用上述的以塔架为基础的设备进行有效的作业时(或在船漂泊时，在吃水线附近)，上面谈到的现有技术的装置提供了具有位于正面的围嘴形下部幕状元件的围帐，它限定了塔架或一组塔架的有限空间的下部正面部分。幕墙的上缘同样地附着并密封在船体上，而下缘或后缘则密封在塔架支承表面上，左缘与右缘与用作围帐的左端和右端幕墙做成一整体。

因此，油漆碎片、金属磷片、用过的磨料、过度喷涂的油漆及类似物都可以避免落入或被雨水冲入在船体上进行作业的区域附近的水中。

此外，上述的美国专利中进一步公开了一种方法与装置，用于回收用过的磨料，将它们与油漆碎片和其它碎屑以及报废的用过的磨料(即其尺寸变得过小和/或颗粒形状变圆的磨料)分开，并将其可以再利用的那部分，连同补充的未用过的研磨性砂粒，一起再循环至喷施磨料的装置中。

闭循环的喷砂装置在本领域中是公知的，在上述的美国专利中已经谈到并进一步地被认可。在这种装置中，装置的输出喷嘴或相当的结构由一向前伸出的结构围绕着后面与侧面，该伸出结构的有效的前缘靠着被喷砂清理的表面形成一个捕集口，以使从作业面弹回的或从其上吹下的多数用过的磨料、油漆碎片、氧化皮和类似物都不致落到甲板或其它下表面上，而是被捕入至捕集口中，或是集中至收集器中，以便分离和再循环回喷砂装置中，或是在有多个循环时，可以在装置中简单地再循环，而不会显著的分离，直至磨粒的尺寸变得太小并掺了过多的油漆碎片和氧化皮，这时，就用新的研磨性砂粒全部或部分地替换专用喷砂机的受控制的磨粒供应。

此外，上述美国专利中进一步公开了，尽管在某些例子中，用于作业的装置，如喷砂机或喷漆机可以是由站在相应的被遮盖起来的塔架的可升降平台上的操作人员扛着并操作的手提式装置，但在另一些例子中，用于进行作业施工的装置则装在一可沿在升降平台的前面和/或底部上从左到右延伸的轨道移动的滑架上。该滑架沿平台的转位可以处于自动控制、离开平台的(远距离)手动控制和/或在平台上的手动控制(例如由操作人员操纵控制板上的控制器)之下。

对于采用例如像由美国弗吉尼亚州诺福克的MMC ComplianceEngineering，Inc.予以实施的上述设备进行的船体清理和油漆及其类似作业，以及所用的设备，该公司称之为CAPE^TM***。

虽然某些同样的原理能为本领域中的一般技术人员所理解，毫无疑问，可将它们用于清洁干船坞中船体的通常是或基本上是水平的、朝下的外表面或类似结构，但上述美国专利并没有把焦点集中在清理这类区域，或是特别示出或描述用于在这类表面上作业的方法和装置。

在这类表面上作业，特别是对其进行喷砂清理时，出现了许多独特的处理上的问题，它们与优选的旋转轮式闭循环喷砂装置的重量、从作业中回弹的磨料的泄漏、沿船体底部的下侧的连续区段支承和移动喷砂装置有关。

当对船体底部磨蚀地进行喷砂清理，而该船只又支承在干船坞地面上的垫块上时，装有一具有耐用但柔软的、绕其前周边向前伸出的密封的朝上的闭循环磨料轮，用于沿一移动小车的能适度活动的轨道横向移动。为了实现横移，设有一控制板，用于控制磨料的喷洒，用于控制小车沿干船坞地面的X-Y移动，并用于伸长或缩短小车框架的轨道端部支承千斤顶，以便局部地使轨道端部的垂直位置与船底一致。

下面将参考其中示出了优选实施例的附图进一步讨论本发明的原理。在图中示出的细节只作为举例，而不是对权利要求中所限定的本发明的各个方面的限制。

在这些图中：

图1是一个小比例的示意图，它示出了一艘在干船坞中的船，船底的增厚部分正用一支承在移动小车上的朝上的闭循环研磨用砂粒驱动轮装置从外面进行喷砂清理，船被闭封在一用幕帐封闭的装有空气调节***的空间中，所有设置均按照本发明的优选实施例；

图2是一比例较大的局部正面图，示出了采用本发明的装置在封闭的空间中进行的清理作业；

图3是图1的局部侧视图；

图4是移动小车车架的一条腿的局部正面图，示出了小车在从准备沿X方向行走过渡到准备沿Y方向行走时所发生的情况；

图5是图4所示情况的放大的局部透视图；

图6是闭循环磨料喷砂机的前侧的局部透视图，该喷砂机装有一按照本发明的优选实施例的坚固的柔性密封；

图7是沿图6的7-7线所得的局部剖视图；

图8是图1～7中所示设备的控制逻辑线路的示意框图；

图9是图1～8所示设备的控制板的立面图；

图10示意地示出了可能的干船坞地面布局的局部正视图，在该布局中，舱底垫块的滑座与龙骨线直交地延伸；

图11为局部侧视图，示出了移动小车(示出了两台小车)的车架的改进，用于在两个相邻的滑座组之间调节在横向与龙骨线直交并跨在一组滑座上；以及

图12是表示车架的改进的正面图，以用于使喷砂机的支承轨道的高度进一步向上延伸，高于用车架腿的螺旋千斤顶延伸所能达到的高度，即，允许在垫得较高的船的下面进行作业。

在图1中用小比例示出了用于实施本发明的优选实施例的设备的视图，其目的在于向有兴趣的读者提供一个有助于理解有代表性的情况。

在图1中，标号10表示一干船坞，它在其直立的右侧与入口翼墙之间有地面12。在此干船坞地面上，所示的船14以直立状态被支承在高于地面12但靠近地面12的某一给定的标高处，在干船坞的地面上还有龙骨垫块16和舱底垫块18。在船体24的侧壁22的底部的过渡区20是船体的外表面26在空间取向上从基本上或主要是船底28的水平方向改变成基本上或主要是垂直方向的地方，这在船舶制造、修理和操作领域的专业人员当中是众所周知的，因为它是船的舱底。因此，支承靠近这些过渡区的船底的船枕撑材或其它支承构件常常被称为舱底垫块。船的龙骨30在中间沿船底的纵向中心线延伸，因此在龙骨旁边和/或龙骨下面支承船底的船枕撑材或其它支承构件常常被称为龙骨垫块。舱底垫块通常用不连续的块状构件制成，它们沿船只纵向在底部下方在各个舱底处或在各个舱底旁边彼此沿纵向隔开一段距离。龙骨垫块可以是一个整体的构件，或是以沿船的纵向延伸的一排或多排放置的一连串的构件。

在本发明方法的典型实践中，船底基本上是水平的，龙骨垫块和舱底垫块的尺寸和位置要使得能将船底28支承成，在龙骨旁测量时，为在干船坞的地面12上方68英寸(173cm)处，而在舱底垫块处测量时，为在地面12上方76英寸(193cm)处，在船底的横向上通常都略有坡度。在此例子中，从龙骨的纵向中心线至任一侧壁的垂直平面测量船体，为41.7英尺(127m)，并且该船为一很大的油轮或其它的散装货船(虽然本发明并不限于只用在这类船上)。

在某些典型的设置中，龙骨垫块直接放在干船坞的地面上，船的龙骨直接放在龙骨垫块上，而其它支承块则在干船坞的地面与船底之间贴靠着龙骨的两个侧面，作好防风暴袭击的准备。虽然舱底垫块也可以在干船坞的地面和船底之间，例如在离开龙骨中心线至船的侧壁的垂直平面约三分之二的地方一直垂直地延伸，但是，通常也可以(如图10和11所示)有几排滑座32，即，按预定的行放置的梁或轨道，它们例如成对地在龙骨的每一侧与龙骨线直交地延伸，它们的最靠中间的端部34与龙骨垫块16隔开一些距离，从而提供了各自的纵向通道。在这种设置中，舱底垫块18支承在滑座32上，以便可以在船底的横向上调整到合适的位置。本发明一样适合于各种设置，不管舱底垫块是直接放在干船坞的地面上，还是通过滑座间接地放在干船坞的地面上。同样，每个垫块(如传统垫块那样)不一定是一个整体的、均匀的构件，而可以是船枕撑材构件的组合体，以便能达到所要求的尺寸、位置和寿命目标。

在本发明的优选实施例中，对船底的下侧进行喷砂清理的方法可以采用在上述美国专利中公开的设备和方法与船体侧壁外表面的喷砂清理一起进行。因此，如果侧壁有一段，例如四分之一圆弧段用一组并排放置的塔架进行处理，则用于处理侧壁段(或这些部分的延伸部分)的设备的包围塔架的屏蔽(即幕帐)的腰围上部(bib portion)和端部可用以(和龙骨垫块16一起)提供在船体下侧和干船坞的地面之间延伸的封闭的屏蔽或幕帐，以便沿周边封闭和连接船底下侧的部分，成为一个封闭的空间44。幕帐可以用同样的材料制造，用与在上述美国专利中公开的方法和装置相同的方法和装置贴着地面和底部支承、紧固和密封。

在本发明的一个优选实施例中，所用的设备还包括一支承装置的组合体，它可以全部或部分地放在陆地上，但最好是大部分(如果不是全部)支承在可以靠在干船坞10(它通常是一漂浮的干船坞)旁边停泊的支承驳船36上。支承装置最好包括一空气处理***，它包括一用于循环空气的泵38、一加热器兼湿度调节器(例如燃气式或燃油式空气加热器40)、一用于给封闭空间44供气的第一导管46、一用于从封闭空间排气并从返回的空气流中将排出的空气通至特殊的清除装置48(例如用于去除空气中携带的磨料颗粒碎片、油漆屑、氧化皮碎片和过度喷涂的油漆颗粒的旋风式分离器)的第二导管46，最好还包括一挥发性有机化学物质(“VOC”)焚化装置50。净化的空气可以排放到大气中，和/或全部或部分地再循环至泵38的进气侧。在至少有一部空气流再循环的情况下(这是最好的)，空气加热器40可以整个或部分地合并在结构中，和/或与VOC焚烧器50一起运行。

另外，支承装置最好包括一研磨用砂粒的供给源56、一用于将研磨性砂粒供往封闭空间44中的喷砂机(下面再描述)的压力供应导管58，一用于将易于由所沾的油漆碎片和氧化皮污染的废磨料从喷砂机的捕获装置返回的回路导管和/或输送机60以及一用于产生研磨性砂粒的可再次使用的部分并将其再循环至供应源56的清洁器62(例如旋风式分离器，磁力分离器和/或类似装置)。研磨性砂粒也可以是钢丸、钢碎片、金刚砂、玛瑙或其类似物，例如通常用于磨耗性喷砂清理生锈的、有氧化皮的和/或有油漆的钢板的那些磨料。

在实施本发明时所用的支承装置可以是多个按照在上述美国专利中公开的方法在船体外表面的主要是垂直的部分清理和/或油漆时所用的支承装置或与之共同使用。为此，支承装置也可以进一步包括下列装置，例如一油漆供应源52和一用于将油漆供给一台或多台喷漆机的压力供应导管54，该喷漆机可在封闭的空间44中使用，用于对已经用本发明的方法与设备清洁的船底下侧进行涂覆(或重新涂覆)。

重要的是用于实施本发明的设备包括一用于在船体下侧进行外表面处理的设备的可移动的小车56。小车56最好用于支承并可控制地定位喷磨料(砂)机58，虽然它也可以用于或交替地用于支承和可控制地定位进行其它作业例如喷油漆或焊接的工具。

下面将参考图2～9较详细地描述可移动的小车和喷砂机(在上文和下文中参考图10～12描述了两种变型)。

标号58示出了一种喷砂机。可以采用能从市场上得到的半手提再循环式喷丸清理轮。目前优选的装置是从位于美国俄克拉何马州俄克拉何马市的Nelco得到的。使用时将其朝上而不是朝向侧面，这可以认为是前所未有的。虽然在图中未详细地示出，但是优选的喷砂机将接收到的研磨性砂粒流存放在快速旋转的轮子的外沿上，轮子用离心力通过一个在喷砂机的外壳62上的前出口60将此磨粒向前甩出。

最好，对于可从市场上得到的喷砂机进行两种结构上的改进，以使其适用于实施本发明，也就是说，在前出口60的四周设置密封结构，并设置一用于在移动小车56上可移动地支承喷砂机的装置。

在图6和7中表示得最详细的密封结构包括一矩形的抗磨护板64，它衬在喷砂机外壳62的开口60的内周边上并向前伸出开口。它由一插在槽68中的向前伸出的刷式密封(brushseal)66所环绕。抗磨护板和刷式密封槽彼此固定在一起并固定在一所示的法兰70上，该法兰沿周边用螺栓在标号72处绕开口60固定在外壳62上。刷式密封最好用Kevlar^芳族聚酰胺纤维板或硼纤维制造，抗磨护板与刷式密封槽最好用固结的硼纤维或弹道钢(ballisticsteel)制造。

在使用时，向前(向上)挤压刷式密封，使之与作业表面接触，磨料就沿作业表面的周边从喷砂机向前喷出。它的韧性与整体性防止大部分(即使不是全部)在其它情况下会从外壳与作业面之间沿侧向向外漏出的磨料就此泄漏出去。仍然被收集在密封中的回弹的磨料颗粒落回到外壳中，以备被铲起，重新组成料流，并落到旋转的轮子上，用以再次被抛至作业面上。

当磨耗过程继续进行时，不仅用过的磨料，而且磨料碎片、油漆屑和包括氧化的金属和剥落的金属的脱落的氧化皮都会通过开口落回到装置中。装置58要定期将其不断受到污染的和无效的磨料存料排空，并重新装入新的储料。或者，还可以如上所述的那样，通过将喷砂机58有效地与一例如位于支承驳船36上的回收和再循环装置相连，就可以连续地更换喷砂机58的研磨性砂粒存料。

用于喷砂机58的移动小车56的可移动地安装和定位结构在图中示出时包括了一轨道组件74，它有两条沿纵向延伸的、通常是沿水平方向延伸的平行轨道76，该轨道用各自的横向延伸的连结杆78在相对端彼此相互连接。在附图中，位于每一端的每个连结杆均设有相应的套筒80，它向前(向上)突出，并用作相应的行程开关82的安装平台，该套筒的外(上)端在使用时与刷式密封66的外(上)自由端几乎位于同一平面内。

与各自的连结杆78相连的轨道端部接头最好是可活动的(至少在有限的范围内)，这样，通过用一种下面将进一步描述的装置对两个连结杆78的4个端部的空间位置进行单独的高度调节，可以使矩形轨道组件结构74在使用时歪斜或翘起，以便使轨道74的位置适应船体24的底部28的表面26的局部空间取向和曲率。(其目的常常是将轨道76放置成使它们两个沿各自的整个长度都与表面26隔开一预选的给定距离。行程开关82在达到此目的方面将如下所述的起着重要作用)。

移动小车56的框架进一步包括四条通常是直立的腿84，它们共同地彼此相向地向上和向内倾斜，就好像金字塔的边，从而使它们的下端比它们的上端处于一个更长和更宽的矩形的四个角上。

每条腿84在其上端与下端之间装有一用于单独可调地伸长和缩短该腿的装置。在优选实施例中，该装置是一个可以遥控的机械式螺旋千斤顶86。它也可以用气动的或液压操作的可伸长缩短的构件替代，但是，由于它的结构比较简单，不必依靠连续的能量输入或整体的密封来维持选定的伸长度，因此，优先选用螺旋千斤顶。

图中所示的每条腿84在其上端例如由一脚架接头88固定在相应的连结杆78的相应端部上，从而使其支承着相应的连结杆端部。当轨道组件74水平地设置而且没有歪斜时，图中的脚架接头有沿纵向延伸，即平行于轨道的水平轴线。

每条腿84在其下端设有用于滚动地支承在干船坞10的地面12上的那一端，同时又允许该端能可控制地在干船坞地面上沿船底在纵向和横向上移动的装置。虽然通过在每个下端设置一可转动的小脚轮或与圆珠笔的滚珠相似的球形滚子，并为所有端部共同设置一可与干船坞地面12接合的、单独的和可定向的驱动装置，就可以达到这一目的，但是目前所优选的是一种不同的结构，其中，在每个下端的结构是按一所选择的方向单独地用动力滚动的。

为达到此目的，每条腿84的下端有一装有轮子的转向架90，该转向架90由各自的有水平轴线的枢轴接头92可摆动地在其下端固定，接头92使相应的转向架大致能在移动小车56的水平方向和横向上伸出，从而有一靠中间(或内)的端部和一侧向(外)端部(两者都相对于小车56而言)。转向架90的侧向端设有第一组轮子94，这些轮子在下降至与干船坞地面12接合时，允许移动小车56在干船坞的地面12上沿船14的底部28横向地滚动。转向架90的靠中间端部设有第二组轮子96，这组轮子在下降至与干船坞地面12接合时，允许移动小车56在地面12上沿船14的底部28纵向地滚动。(两组轮子的位置可以与所示和所述的优选例子相反)。

所示的每条腿具有直接位于相应的转向架枢轴接头下方的相应的脚尖98。每个脚尖98相对于轮子94、96的有效直径的向下伸出量要使得当每个转向架90在其接头92上摆动，处于使轮子94或96中的一个与干船坞地面处于支承和驱动的接合的状态，及使轮子96或94中的另一个与干船坞地面处于支承和驱动的接合的状态之间时，两个轮子都不是如此放置，而是通过脚尖98与干船坞地面12直接接合，将移动小车的主要部分或全部支承在干船坞地面上。

所示的转向架90由与各自的枢轴接头92共轴线的水平下框架件100在纵向上互相连接成第一对，并由水平的下框架件102横向地连成第二对。

靠内侧的一组腿84以相应的水平的横向下框架件102为基准，由第一斜撑杆104刚性地支撑，而靠外侧的一组腿84则以相应的水平的纵向下框架件100为基准，由第二斜撑杆106刚性地支撑。

转向架90可由操纵器远距离操纵，以使之绕相应的接头92转动，从而交替地使第一轮94、第二轮96或脚尖98直接与干船坞的地面12接合，该操纵器在优选实施例中以相应的可远距离操作的机械螺旋千斤顶108的形式示出，在图中，它在与相应转向架90的远离相应的枢轴接头92的一端相连的下脚架接头和与相应的腿84在相应腿的沿垂直方向的中间位置处相连的上脚架接头之间延伸。在所示的取向上，螺旋千斤顶108的全部缩回将移动小车支承成能沿船底横向移动，而螺旋千斤顶108伸出至中间时则通过将移动小车支承在脚尖98上，而使其位置固定，螺旋千斤顶108的全部伸出可将移动小车支承成能沿船底的纵向移动。

螺旋千斤顶108可以用其它调节器，例如紧固夹子或气动缸或液压缸代替。

轮子94和96最好用单独的、可远距离操纵的齿轮液压马达传动装置110提供用于旋转的动力。

所示的一对腿，例如靠外侧的一对和它的斜撑杆由相应的有纵向的水平轴线的脚架接头112可摆动地固定在相应的下框架构件上。

在图2中用实线表示的移动小车，相对于它的沿船体底部从龙骨垫块旁边到其可用的有效外范围(例如在轨道组件74变成与水平成45°，以便使两个轨道同样地靠近在相应的舱底20处的船体表面26的地方)的路径，在横向上处于中间位置。

从图3中可以最清楚地看出，喷砂机的外壳62装在用于滑动或滚动支承(例如用具有成对的做出按相反方向下凹的槽的滚子116的托架114，滚子116滚动地夹住位于其间的相应的轨道)的轨道76上。设有四组滚子116，它们最好如图所示地彼此隔开。

所示的轨道连结杆78进一步安装有相应的用于滚子链120的链轮118。虽然外壳62可由操纵人员靠体力推、拉，使之横移过在船体底部下侧的一个区段，但是最好是用一可反转的并且可远距离操纵的电动机122带动链轮118中的一个，以便按所要求的速度，沿所要求的方向，沿船体底部下侧移动喷砂机。

在操作上与喷砂机相关联的设备的各种其它零件，例如集尘器124和一用于移动小车56的控制板126，可以安装在移动小车上。

图8示出了用于移动小车56和其喷砂机的优选的逻辑框图。

图9示出了用于控制板126的优选的布置图。

在图10和11中所示的改进中，移动小车的下框架的纵向构件100在其两端的中间具有Ω形的凸出部128，以使小车能跨在舱底垫块的滑座32上。另外，在此改进的实施例中，结构90～98的功能由可旋转的用动力驱动的小脚轮130实现，它们在图11中是并联双轮。

在图12示出的改进中(它可用于图1～9的实施例和图10与11的实施例中的任何一个)，移动小车的将喷砂机58可调节地放置成高出干船坞地面12的能力可以通过将移动小车56或56′的框架的上部和下部彼此分开并且在其间垂直地放置一个框架伸长模件132而得到加强，在构件132上，两个框架部分在功能上相连，例如如图所示的那样。

在使用时，干船坞中船舶下侧的增厚部分通过例如如同在本说明书的开头所描述的那样，装帘幕而封锁起来，以提供一个在其上部范围用船体的下侧进行限定，而在其下部范围用干船坞地面进行限定的封闭的空间。在该封闭的空间中，在干船坞的地面上放有一台或多台装着喷砂机的移动小车。每台小车有一相应的朝上的喷砂机，该喷砂机对船体底部下侧上的相应部位进行处理作业。做有供应装置接头，而且每个移动小车***都设有电力设施和用于喷砂机的硬磨料供应源。将适当地配备有防护用具(例如带滤尘呼吸器的防尘工作服)的操作人员安置在每个移动小车的控制板处。

操纵每台小车的支承轮，使小车位于船体底部下侧的封闭的增厚部分的一个区段的下方。当小车静止不动时，它的腿就伸出，直至使它的所有四个上部角传感器与船体底部接触，表明轨道已由支脚适当的定位。接着，当操纵喷砂机，在船体下侧向上喷射研磨性砂粒时，喷砂机在至少一个方向上按所要求的速度沿移动小车上的轨道至少前进一次(也可能很多次，包括在两个方向上)，直至操作人员例如根据肉眼观察，认为下表面的特定区段已变得相当清洁或是在去掉铁锈、氧化皮和/或油漆之后认为和所要求的一样干净而感到满意时为止。然后，操作人员就停止喷砂清理，将各个腿缩回，将移动小车移至船体底部下侧的受到限制的增厚部分的相邻或其它区段的次邻近区，按上述方式进行另一个清理工序。

在操作时，和/或在连续区段的清理工作之间，使喷砂机按上述方式装入和/或补充研磨性砂粒。

在阅读了上述内容之后，对本领域中的技术人员将会出现这样的可能性，即可以使本发明的方法进一步地自动化，使操作人员和控制板位于封闭空间的外面，通过电视摄像机和/或其它装在移动小车56上或与小车相邻的遥感器用肉眼观察作业的位置与进程。

同样，在阅读了上面的内容以后，对本领域内的技术人员将会出现这样的可能性，即喷砂机58可以由其它的用于进行作业的装置，如喷漆机或焊接机来代替，以在船体下侧进行类似的其它作业。在焊接的情况下，船体下方的增厚部分不一定需要用幕帐沿周边进行密封。

此外，在阅读了上面的内容以后，对本领域中的技术人员将会出现这样的可能性，即本设备和方法可用于在除船底以外的其它物体的下侧进行操作，例如从位于桥梁下方的作业驳船上对桥的下侧进行作业。

现在应当清楚，如上所述的用于在船体下侧进行外表面作业的设备具有在上文的“本发明的概要”这一部分中提出的各种特征。由于可以将它改进至某一程度而不背离其在本说明书中已经概括和解释的原理，因此，本发明应当被理解为包括所有的在下列权利要求的精神与范围内的这种改进。

Claims (24)

1.一种用于在结构(28)的朝下的下侧表面(26)上进行作业的设备，该结构(28)在垂直方向上与一朝上的支承表面(12)处于隔开一段距离的面对面的关系，该设备包括：

一具有一下部(100，102)和一上部(74)的框架(56)；

设在框架的下部上并将该框架装备成能沿上述支承表面至少在两个成正交关系的水平方向上移动的支承(90，94，96)，该框架还能由于这种移动而直接处于上述下侧表面的多个成正交关系的区段的每一个的下方；

一组细长的轨道(76)，它们由构件(84、86、88、112)沿垂直方向可调节地装在上述框架的上部上，用于在上述一组相应的轨道的整个相应长度上被下降，从与上述下侧表面相邻的地方离开，以及被上升至与通常是和上述下侧表面等距离隔开的次邻近区；

一朝上的作业施工器(58)，用于对上述下侧表面进行作业；

一在上述一组轨道上支承上述作业施工器的支承结构(114，116，120)，用于沿上述一组轨道前进，以便在所有沿上述下侧表面的任一所选择的上述区段的一系列部位进行作业，由上述框架的上述移动，使该区段成为直接受到处理的区段。

2.如权利要求1所述的设备，其特征为，上述作业施工器(58)是一喷砂机。

3.如权利要求2所述的设备，其特征为，上述喷砂机(58)是这样一种喷砂机，其中使研磨性砂粒供向一旋转的轮子，以便通过一在喷砂机的外壳(62)上的开口60将磨料离心地朝上向外喷出。

4.如权利要求3所述的设备，其特征为，上述外壳(62)上装有一朝上的、沿上述开口的周边延伸的柔软密封(66)，用于与上述下侧表面(26)接合，以便限制由上述喷砂机向上喷出的研磨性砂粒、从上述下侧表面弹回的研磨性砂粒以及由于研磨性砂粒的磨耗作用而从上述下侧表面上脱落的特殊材料沿横向逸出。

5.如权利要求4所述的设备，其特征为，上述密封(66)是刷式密封。

6.如权利要求4所述的设备，其特征为，上述密封(66)是用芳族聚酰胺纤维或其它柔软而耐用的材料制成的。

7.如权利要求4所述的设备，其特征为，上述密封(66)是用硼纤维或其它柔软而耐用的材料制成的。

8.如权利要求1所述的设备，其特征为，上述框架进一步包括一可拆卸地置于上述上部与下部之间，以有效地调节上述一组轨道的高度的中间部分(84，86，88，112)。

9.如权利要求1所述的设备，其特征为，装在框架的下部上的上述支承(94，96)包括用电动机驱动的轮子。

10.如权利要求9所述的设备，其特征为，用电动机驱动的轮子装在多个位于框架下部的分开很远的角上的可转动的小脚轮(130)上。

11.如权利要求9所述的设备，其特征为，用电动机驱动的轮子分两组设置在可调节的转向架(90)上，一组轮子(94)用于横向移动，另一组轮子(96)用于纵向移动，转向架(90)位于框架下部的分开较远的角上；所述轮子进一步包括用于选择哪一组轮子要设置成在支承表面(12)上与小车(56)成支承关系的装置(108，126)。

12.如权利要求11所述的设备，其特征为，上述的每个角进一步包括一脚尖(98)，上述选择装置可进一步***作，以交替地使上述脚尖而不是上述任何一组轮子处于上述支承关系。

13.如权利要求1所述的设备，其特征为，上述的一组轨道至少包括两条通常是共同延伸的和通常是平行的轨道(76)，每条轨道具有两相对的端部；

上述轨道沿垂直方向由上述上部可调节地装在上述框架的上述上部上，上述上部包括四条可沿垂直方向伸长和缩短的腿(84)，腿(84)具有各自的上端，相应的上述轨道的相应端部相应地固定在相应的上端上。

14.如权利要求13所述的设备，其特征为，上述支承结构在上述作业施工器(58)的外壳部分(62)上包括多个相对的成对的做有下凹槽的滚子(116)，每对滚子在其间滚动地夹住一相应的轨道(76)；

上述支承结构还包括用于使上述滚子沿上述轨道中的相应轨道滚动，以使上述作业施工器沿上述轨道移动的装置(120、118)。

15.如权利要求14所述的设备，其特征为，上述的用于使上述滚子滚动的装置是一绕着沿上述一组轨道隔开的链轮(118)而被传输的滚子链(120)，并且将该装置固定在上述作业施工器(58)上。

16.如权利要求15所述的设备，其特征为，上述链轮(118)中的一个是可由动力旋转的，使其旋转的动力由与之操作地连接的驱动电动机提供。

17.如权利要求13所述的设备，其特征为，上述作业施工器(58)是一喷砂机。

18.如权利要求17所述的设备，进一步包括：

一沿周边包围上述下侧表面(28)的增大部分的幕帐(44)，上述下侧表面包括它的多个上述区段，上述幕帐在上述下侧表面与上述支承表面(12)之间密封。

19.如权利要求1所述的设备，进一步包括：

一沿周边包围上述下侧表面(28)的增厚部分的幕帐(44)，上述下侧表面包括它的多个上述区段，上述幕帐在上述下侧表面与上述支承表面(12)之间密封。

20.一种用于在结构(28)的朝下的下侧表面(26)上进行作业的方法，该结构(28)在垂直方向上与一朝上的支承表面(12)处于隔开一段距离的面对面的关系，该方法包括：

(a)将朝上的作业施工器(58)可沿垂直与水平方向调节地支承在一移动小车(56)的上部(74)上，该移动小车有一支承在支承表面上的下部(100，102)，将该下部装设成能沿上述支承表面至少在两个成正交关系的水平方向上移动，并能直接处于上述下侧表面的多个成正交关系的区段的每一个的下方；

(b)将移动小车(56)直接定位在一所选的上述下侧表面(28)的上述区段的下方，并垂直地调节上述上部(74)，从而为在上述区段的整个长度上通常均匀而直接地与上述区段次相邻的上述作业施工器(58)限定一支承和行走路径；

(c)在沿上述路径移动上述作业施工器(58)时，从其上向上对上述下侧表面(28)的上述区段进行作业；

(d)沿上述支承表面(12)移动小车(56)，使之与另一上述区段成处于下方的关系；

(e)对上述另一区段重复步骤(a)～(c)；和

(f)重复步骤(d)和(e)，使进行作业的至少一个上述区段沿纵向位于与进行作业的至少另一个上述区段相邻的位置，并在横向上与进行作业的至少又一个区段相邻。

21.如权利要求20所述的方法，其特征为，上述作业施工器(58)是一个喷砂器，对上述下侧表面所进行的作业是由对着它向上喷研磨性砂粒而进行的喷砂清理。

22.如权利要求21所述的方法，进一步包括：

在进行步骤(a)之前，贴着支承表面用幕帐沿周边封闭上述下侧表面的增厚部分(42)，上述增厚部分包括多个上述区段。

23.如权利要求22所述的方法，其特征为，上述下侧表面(28)是船体的下侧，上述支承表面是干船坞(10)的地面(12)，在干船中，船舶(14)支承在龙骨垫块(16)和舱底垫块(18)上。

24.如权利要求23所述的方法，其特征为，在实施步骤(f)时，移动小车(56)有时在上述支承表面(12)上基本上沿上述结构(28)的纵向滚动地移动，以便能在要进行作业的区段下方定位，该区段在纵向上与已经在先完成了作业的一个区段相邻，并且移动小车在另一些时间里在上述支承表面(12)上基本上沿上述结构(28)的横向滚动地移动，以便能在要进行作业的区段下方定位，该区段在横向上与在先已经完成作业的区段相邻。

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