CN105149137A - 爬行式大型工件表面喷涂机器人 - Google Patents

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雒爽
陈飒
李郝林
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Abstract

本发明涉及一种爬行式大型工件表面喷涂机器人，包括爬行机构、喷涂机构，喷涂机构通过连接支承板固定在爬行机构上支撑板上，喷涂机构具有回转机构、机械手臂、机械手爪，所述回转机构连接减速电机，通过减速电机驱动回转运动；机械手臂连接减速电机，通过减速电机带动机械手臂的大臂及小臂的摆动，机械手爪夹持喷枪，爬行机构具有上支撑板、下支撑板、气缸、真空吸盘，上支撑板与下支撑板之间通过直线导轨导向连接，并装有气缸，通过气缸活塞杆的伸缩完成行走，上支撑板两侧装有真空吸盘，通过真空吸盘吸附在工件表面上。本发明具有在大型复杂工件表面自由灵活爬行的功能，同时，在机器人本体爬行过程中，通过控制机械手臂及机械手爪来完成喷漆作业。

Description

爬行式大型工件表面喷涂机器人
技术领域
本发明涉及一种复杂工件表面的喷漆机器人，主要针对于在不利于人工操作的工作环境及人工难以操作的工件，对其表面进行喷漆作业。
背景技术
随着机械行业的发展，喷漆技术作为机械生产中的重要技术之一，在机械加工中应用越来越广泛。目前在工业生产中常用的喷漆机器人大多是落地式的或者是悬臂式的机器手臂，这种机器人主要是针对一些大型的表面比较规整的零件进行喷涂，比如说汽车车身等，其缺点是对于一些复杂的工件表面，由于运动轨迹比较复杂，或者空间比较狭小，机器手无法到达。同时，机器手的结构自由度越多，越接近人手的动作机能，其结构就会越复杂，也意味着喷涂机器人总体重量的增加，轻型化和灵活性是一对矛盾。本设计中的爬行机器人是一种通过吸盘可吸附在任何复杂工件表面实现***、自主喷涂的特种机器人，解决了实际生产中对于外观形状复杂同时体型比较大的工件难以人工喷涂操作的问题，并实现喷涂结构的轻型化与灵活化。
发明内容
本发明是要提供一种爬行式大型工件表面喷涂机器人，该机器人能够对大型工件表面进行喷漆作业，解决了人工无法操作以及人工操作效率较低的问题。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种爬行式大型工件表面喷涂机器人，包括爬行机构、喷涂机构，所述喷涂机构通过连接支承板固定在爬行机构上支撑板上，喷涂机构具有回转机构、机械手臂、机械手爪，所述回转机构连接减速电机，通过减速电机驱动回转运动；所述机械手臂连接减速电机，通过减速电机带动机械手臂的大臂及小臂的摆动，机械手爪夹持喷枪，用于完成喷漆；所述爬行机构具有上支撑板、下支撑板、气缸、真空吸盘，所述上支撑板与下支撑板之间通过直线导轨导向连接，并装有气缸，通过气缸活塞杆的伸缩完成行走，上支撑板两侧装有真空吸盘，通过真空吸盘吸附在工件表面上。
所述爬行机构包括导轨、滑块、用于前后行走的气缸、用于左右运动的气缸、用于吸盘吸附与抬起的气缸、吸盘连接件、吸盘支架、气缸连接件、吸盘，所述导轨固定在下支撑板上，滑块固定在上支撑板上，所述用于前后行走的气缸装在上支撑板前端面上，所述用于左右运动的气缸装在上支撑板侧面；用于左右运动的气缸连接用于吸盘吸附与抬起的气缸；所述吸盘通过吸盘支架及气缸连接件连接在用于吸盘吸附与抬起的气缸的活塞杆上，通过活塞杆带动吸盘的下压和抬起。
所述喷涂机构包括机械手爪、带动腰部回转的减速电机、带动大臂和小臂回转的减速电机、小齿轮、大齿轮、腰部回转轴、回转支撑件、手臂回转轴、大臂、回转连接件；所述小齿轮与减速电机过盈配合连接，大齿轮与小齿轮啮合连接，减速电机通过小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮与腰部回转轴在轴向固定连接，大齿轮带动腰部回转轴转动，完成腰部回转运动；减速电机通过手臂回转轴连接大臂或小臂，通过减速电机带动大臂或小臂的摆动，从而实现机械手臂的摆动运动，机械手爪连接伸缩液压缸，通过液压缸活塞杆的伸缩实现手爪的张开与闭合。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过爬行机构与喷涂机构的组合，形成了具有在大型复杂工件表面自由行走并能够完成对工件表面进行喷漆的功能。
2、本发明采用框架式与多足步行式相结合的爬行机构，配和多个真空吸盘的吸附，保证了爬行的效率及稳定性。
3、本发明通过一组齿轮传动，实现喷涂机构的回转运动，以及利用机械臂的摆动增加了喷涂机构的自由度，实现了喷枪轨迹的多样性。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的爬行机构；
图3是本发明的喷涂机构；
图4是图3的左视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
请参阅图1-4，本发明的爬行式大型工件表面喷涂机器人，由爬行机构，喷涂机构以及其它部件组成。
喷涂机构通过连接支承板4固定在爬行机构上支撑板5上，喷涂机构具有回转机构、机械手臂、机械手爪，所述回转机构连接减速电机，通过减速电机驱动回转运动；机械手臂连接减速电机，通过减速电机带动机械手臂的大臂及小臂的摆动，机械手爪夹持喷枪，用于完成喷漆；所述爬行机构具有上支撑板5、下支撑板6、气缸、真空吸盘，所述上支撑板5与下支撑板6之间通过直线导轨导向连接，并装有气缸，通过气缸活塞杆的伸缩完成行走，上支撑板5两侧装有真空吸盘，通过真空吸盘吸附在工件表面上。
如图2所示，爬行机构包括上支承板5、下支撑板6，直线导轨9，滑块10，用于前后行走的气缸12，用于左右运动的气缸11，用于吸盘吸附与抬起的气缸7，吸盘连接件15，吸盘支架8，气缸连接件13，气缸固定件14，吸盘16等。导轨9固定在下支撑板6上，滑块10固定在上支撑板5上，用于前后行走的气缸12装在上支撑板5前端面上，用于左右运动的气缸11装在上支撑板5侧面，通过气缸活塞杆的伸缩带动下支撑板相对于上支撑板运动从而带动机器人本体的移动。用于左右运动的气缸11连接用于吸盘吸附与抬起的气缸7；吸盘16通过吸盘支架8及气缸连接件13连接在用于吸盘吸附与抬起的气缸7的活塞杆上，通过活塞杆带动吸盘的下压和抬起，再利用真空阀对吸盘抽真空从而使吸盘能够吸附在工件表面。
如图1，3，4所示，喷涂机构包括机械手爪1，机构本体2，带动腰部回转的减速电机3，带动大臂和小臂回转的减速电机25，小齿轮23，大齿轮22，紧固螺母17，轴用挡圈18，腰部回转轴21，回转支撑件19，圆锥滚子轴承20，挡圈24，弹性联轴器26，手臂回转轴31，深沟球轴承29，端盖30，垫圈28，大臂27，回转连接件32等。
小齿轮23与减速电机3过盈配合，大齿轮22与小齿轮2）配合，腰部回转轴21与圆锥滚子轴承20过盈配合，减速电机3转动传递给小齿轮23，小齿轮2）带动大齿轮22转动，大齿轮22与腰部回转轴21在轴向固定，大齿轮22通过平键连接腰部回转轴21，大齿轮22带动腰部回转轴21转动，完成腰部回转运动。减速电机25与联轴器26过盈配合，联轴器26与手臂回转轴31过盈配合，手臂回转轴31与深沟球轴承29过盈配合，手臂回转轴31通过平键与大臂27或小臂连接，减速电机25转动带动手臂回转轴31转动，手臂回转轴31通过平键带动大臂27或小臂的摆动，从而实现了机械手臂的摆动运动，机械手爪1通过液压缸活塞杆的伸缩实现手爪的张开与闭合。喷涂机构通过螺栓紧固件与爬行机构上支撑板5连接固定，实现机器人爬行过程中带动喷涂机构的移动。
本发明通过爬行机构与喷涂机构相组合，形成了具有在复杂工件表面自由灵活行走并能够完成对工件表面进行喷漆的功能。本发明主要解决了外观形状复杂的大型工件无法人工完成喷涂的问题，通过利用喷涂机器人代替人工作业，实现了生产过程的自动化。

Claims (3)

1.一种爬行式大型工件表面喷涂机器人，包括爬行机构、喷涂机构，其特征在于：所述喷涂机构通过连接支承板（4）固定在爬行机构上支撑板（5）上，喷涂机构具有回转机构、机械手臂、机械手爪，所述回转机构连接减速电机，通过减速电机驱动回转运动；所述机械手臂连接减速电机，通过减速电机带动机械手臂的大臂及小臂的摆动，机械手爪夹持喷枪，用于完成喷漆；所述爬行机构具有上支撑板（5）、下支撑板（6）、气缸、真空吸盘，所述上支撑板（5）与下支撑板（6）之间通过直线导轨导向连接，并装有气缸，通过气缸活塞杆的伸缩完成行走，上支撑板（5）两侧装有真空吸盘，通过真空吸盘吸附在工件表面上。
2.根据权利要求1所述的爬行式大型工件表面喷涂机器人，其特征在于：所述爬行机构包括导轨（9）、滑块（10）、用于前后行走的气缸（12）、用于左右运动的气缸（11）、用于吸盘吸附与抬起的气缸（7）、吸盘连接件（15）、吸盘支架（8）、气缸连接件（13）、吸盘（16），所述导轨（9）固定在下支撑板（6）上，滑块（10）固定在上支撑板（5）上，所述用于前后行走的气缸（12）装在上支撑板（5）前端面上，所述用于左右运动的气缸（11）装在上支撑板（5）侧面；所述用于左右运动的气缸（11）连接用于吸盘吸附与抬起的气缸（7）；所述吸盘（16）通过吸盘支架（8）及气缸连接件（13）连接在用于吸盘吸附与抬起的气缸（7）的活塞杆上，通过活塞杆带动吸盘的下压和抬起。
3.根据权利要求1所述的爬行式大型工件表面喷涂机器人，其特征在于：所述喷涂机构包括机械手爪（1）、带动腰部回转的减速电机（3）、带动大臂和小臂回转的减速电机（25）、小齿轮（23）、大齿轮（22）、腰部回转轴（21）、回转支撑件（19）、手臂回转轴（31）、大臂（27）、回转连接件（32）；所述小齿轮（23）与减速电机（3）过盈配合连接，大齿轮（22）与小齿轮（23）啮合连接，减速电机（3）通过小齿轮（23）带动大齿轮（22）转动，大齿轮（22）与腰部回转轴（21）在轴向固定连接，大齿轮（22）带动腰部回转轴（21）转动，完成腰部回转运动；减速电机（25）通过手臂回转轴（31）连接大臂（27）或小臂，通过减速电机（25）带动大臂（27）或小臂的摆动，从而实现机械手臂的摆动运动，机械手爪（1）连接伸缩液压缸，通过液压缸活塞杆的伸缩实现手爪的张开与闭合。
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