CN108115696B - 一种喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷涂机器人，包括喷涂机器人本体和设置在喷涂机器人本体上的喷枪，喷涂机器人本体上设置有电机线走线腔，电机线和电机均封装在电机线走线腔内，电机线走线腔为密闭的腔体，喷涂管设置在所述电机线走线腔外。通过将电机线和电机封装在密闭的电机线走线腔内，同时将喷涂管设置在电机线走线腔外，使得电机线和电机与喷涂管完全的隔离，即使在喷涂机器人运作的过程中喷涂管破裂，漆料等喷涂物料也不会接触到电机和电机线，大大的降低了***、起火等情况发生的可能性，最大程度的保证了人员和设备的安全，提高了安全性能和可靠性。

Description

一种喷涂机器人

技术领域

本发明属于自动化喷涂领域，具体涉及一种喷涂机器人。

背景技术

在喷涂行业内部，为了便于自动化控制以及减少对操作人员的影响，一般通过喷涂机器人来进行喷涂操作。具体的，是在自动化控制的喷涂机械手的端部设置喷枪，再通过喷涂管将喷涂材料引至喷枪。

现有技术中，喷涂机器人的电机线和喷涂管的走线方式一般采用从喷涂机器人的底座进入，经腰座、大臂之后，到达三轴箱，之后喷涂管再经小臂到达机械手腕和喷枪相连，从而实现电机线、喷涂管与喷涂机器人的电机或喷枪的连接。该方案中，在电机线和喷涂管到达三轴箱之前，电机线和喷涂管的走线路径完全相同，电机线和喷涂管都位于同一个密闭的腔体内，此密闭腔体由底座、腰座、大臂和三轴箱组成，同时所有的电机也位于该腔体内。

但是，喷涂机器人进行喷涂操作时，是应用在易燃易爆等危险气体(喷枪喷涂过程中雾化产生的气体)混合环境下，根据国家标准《GB3836***性气体环境用电气设备》规定，凡是使用在***性气体环境中的电气设备必须进行防爆处理。而在上述方案中，电机线、电机和喷涂管位于同一个腔体内，是及其危险的；一旦喷涂机器人在使用过程中，喷涂管发生破裂(喷涂机器人使用中各关节连续转动引起喷涂管反复弯曲、扭转，这种情况很容易发生)而接触到同一腔体内的电机线或电机，很容易会引起***及火灾而损坏喷涂机器人等设备并对工作人员的人身安全造成严重影响。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供一种完全性能更高、更加可靠的喷涂机器人。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种喷涂机器人，包括喷涂机器人本体和设置在喷涂机器人本体上的喷枪，所述喷涂机器人本体包括若干电机和依次连接的底座、腰座、大臂、三轴箱、小臂和机械手腕，所述喷枪固定在所述机械手腕上；所述喷涂机器人上设置有用于给所述电机供电的电机线和与所述喷枪相连的喷涂管，所述喷涂机器人本体上设置有电机线走线腔，所述电机线和电机均封装在所述电机线走线腔内，所述电机线走线腔为密闭的腔体，所述喷涂管设置在所述电机线走线腔外。

一些实施例中，所述电机线走线腔包括设置在底座内的底座电机线走线腔、设置在腰座内的腰座电机线走线腔、设置在大臂内的大臂电机线走线腔和设置在三轴箱内的三轴箱电机线走线腔，所述底座电机线走线腔、腰座电机线走线腔、大臂电机线走线腔和三轴箱电机线走线腔相互连通。

一些实施例中，所述底座内设置有底座喷涂管走线腔，所述喷涂管经所述底座喷涂管走线腔与所述喷枪相连。

一些实施例中，所述腰座内设置有腰座喷涂管走线腔，所述喷涂管经所述腰座喷涂管走线腔与所述喷枪相连。

一些实施例中，所述小臂内设置有小臂喷涂管走线腔，所述喷涂管经所述小臂喷涂管走线腔与所述喷枪相连。。

一些实施例中，所述机械手腕内设置有机械手腕喷涂管走线腔，所述喷涂管经所述机械手腕喷涂管走线腔与所述喷枪相连。

所述喷涂管依次沿着所述底座内设置的底座喷涂管走线腔、腰座内设置的腰座喷涂管走线腔和腰座、大臂、三轴箱的外侧走线，再经小臂内设置的小臂喷涂管走线腔和机械手腕内设置的机械手腕喷涂管走线腔与所述喷枪相连。

一些实施例中，所述腰座的外侧设置有固定扣，所述三轴箱外侧设置有固定扣，由所述腰座喷涂管走线腔引出的喷涂管通过所述固定扣固定。

本发明的有益效果在于：通过将电机线和电机封装在密闭的电机线走线腔内，同时将喷涂管设置在电机线走线腔外，使得电机线和电机与喷涂管完全的隔离，即使在喷涂机器人运作的过程中喷涂管破裂，漆料等喷涂物料也不会接触到电机和电机线，大大的降低了***、起火等情况发生的可能性，最大程度的保证了人员和设备的安全，提高了安全性能和可靠性。

附图说明

图1是本发明提供的喷涂机器人整体结构立体示意图。

图2是本发明提供的喷涂机器人的三轴箱、小臂与机械手腕的截面示意图。

图3是底座、腰座以及大臂的连接结构示意图。

图4是大臂以及腰座的截面示意图。

图5是本发明一个实施例中腰座的水平截面示意图。

图6是本发明一个实施例中底座的水平截面示意图。

图7是本发明一个实施例中底座的竖直截面示意图。

图8是本发明一个实施例中腰座的竖直截面示意图。

附图标记：

喷枪 1；底座 2；底座电机线走线腔 21；底座喷涂管走线腔 22；腰座 3；腰座电机线走线腔 31；腰座喷涂管走线腔 32；大臂 4；大臂电机线走线腔 41；三轴箱 5；三轴箱电机线走线腔 51；小臂 6；小臂喷涂管走线腔 61；机械手腕 7；机械手腕喷涂管走线腔 71；电机线 8；喷涂管 9；固定扣 91。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图1至图8详细说明一下本发明提供的喷涂机器人。

如图1所示，喷涂机器人包括喷涂机器人本体和设置在喷涂机器人本体上的喷枪1。喷涂机器人本体用来带动并调整喷枪1的位置，同时也为喷涂管9的走线提供支撑。一般情况下，喷涂机器人本体为多关节的机械手臂，可以多方向、多角度的调整喷枪1的位置，以适应不同喷枪1位置的要求。另外，通过多关节的机械手臂，实现对喷枪1的自动化控制，只需预先按照喷枪1喷涂位置的要求设定喷涂机器人本体的运动轨迹，即可实现对喷枪1位置的调整和控制；实现了自动化，降低了人力物力。

具体的，喷涂机器人本体包括若干电机(图中未示出)和依次连接的底座2、腰座3、大臂4、三轴箱5、小臂6和机械手腕7，喷枪1固定在机械手腕7上。

如图1所示，按照立体空间的位置关系，底座2位于整个喷涂机器人本体的最下端，作为整个喷涂机器人本体其他部件的安装基础和支撑固定点。从下至上依次是底座2、腰座3、大臂4、三轴箱5和小臂6以及机械手腕7。一般而言，本发明中的电机至少包括三个，底座2与腰座3之间一个，腰座3与大臂4之间一个，大臂4与三轴箱5之间一个；如此，就构成了上述的多关节喷涂机器人本体，使得对位置的控制更加准确和精确。一个具体实施例中，腰座3可以相对于底座2作水平平面内的旋转，以带动喷枪1向左或向右运动；大臂4可以围绕腰座3在竖直平面内旋转，以带动喷枪1向前或向后运动；同时，小臂6以及三轴箱5可以围绕大臂4在竖直平面内做旋转，以带动喷枪1向上或向下运动。

同时，在喷涂机器人上设置有用于给电机供电的电机线8和与喷枪1相连的喷涂管9。在本发明中，电机如上文中所述，设置在底座2与腰座3之间、腰座3与大臂4之间或者大臂4与三轴箱5之间。上述“之间”并不仅仅只位于底座2和腰座3之间的第三平台上，而且包括设置在底座2上用来腰座3，也是上文中所述的之间；力的作用是相互的，容易理解，设置在腰座3上，用来腰座3和底座2之间的相互运动，也是可行的。电机线8用来给上述电机供电，以带动整个喷涂机器人的运作。另外，喷涂管9由喷涂机器人的底部连接至喷枪1，一端与喷涂涂料源头相连，一端与喷枪1相连；在符合喷涂条件时，喷涂管9被控制从喷涂涂料源头吸取涂料，并传递至喷枪1，由喷枪1喷出。

在喷涂机器人的使用过程中，会产生很多的易燃易爆气体或尘雾；电机线8或电机若长期接触这些气体或尘雾，很容易发生火灾或***，威胁到工作人员的人身安全以及设备的安全。因此，在本发明中，在喷涂机器人本体上设置有电机线走线腔，电机线8和电机均封装在该电机线走线腔内；同时，电机线走线腔为密闭的腔体。如此，可以将电机线8和电机与外部的喷涂环境完全隔绝，更进一步，可以在电机线走线腔内进行正压防爆处理，能够很好的防止***或火灾的发生，确保工作人员的人身安全和设备的安全。

同时，将喷涂管9设置在电机线走线腔外；不仅将电机线8和电机与外部环境隔绝，同时也将喷涂管9与电机线8和电机隔绝。如此，即使在喷涂操作过程中，喷涂管9破裂，喷涂涂料外泄，也不会接触到电机线8或电机，进一步确保了喷涂机器人的安全性能，大大的降低了***、起火等情况发生的可能性，最大程度的保证了人员和设备的安全。

为了进一步提高电机线走线腔与喷涂机器人本体的一体化，本发明的一个实施例中，结合图3至8所示，电机线走线腔包括设置在底座2内的底座电机线走线腔21、设置在腰座3内的腰座电机线走线腔31、设置在大臂4内的大臂电机线走线腔41以及设置在三轴箱内的三轴箱电机线走线腔51，并且，上述底座电机线走线腔21、腰座电机线走线腔31、大臂电机线走线腔41和三轴箱电机线走线腔51相互连通。由四个部分组成本发明中的电机线走线腔，从下至上，电机线8沿着底座电机线走线腔21、腰座电机线走线腔31和大臂电机线走线腔41连接至三轴箱电机线走线腔51。

底座电机线走线腔21、腰座电机线走线腔31、大臂电机线走线腔41和三轴箱电机线走线腔51共同构成一个密闭的腔体；电机线8由底座电机线走线腔21进入，由大臂电机线走线腔41引出至三轴箱电机线走线腔51，同时，电机就设置在上述各走线腔内。

为了将喷涂管9与喷涂机器人本体进行一体化设置，同时又保证喷涂管9被设置在电机线走线腔之外；本发明的一个实施例中，如图1-6所示，喷涂管9依次沿着底座喷涂管走线腔22、腰座喷涂管走线腔32和大臂4、三轴箱5的外侧走线，再经小臂喷涂管走线腔61和机械手腕喷涂管走线腔71与喷枪1相连。

一般情况下，喷涂管9可以贴着底座2、腰座3和大臂4的任意一个侧面布线，包括固定；当喷涂管9延伸到大臂4的顶端时，绕过三轴箱5的侧面和上端面，然后经小臂6和机械手腕7的外侧，到达喷枪1，与喷枪1相连。此种走线方式，虽然实现了喷涂管9与电机线8的完全隔离；但是喷涂管9的走线完全占用喷涂机器人本体以外的空间，一方面造成了空间的浪费，另一方面喷涂管9的固定和安装也比较麻烦。为了解决上述问题，本发明的一个实施例中，如图1和2所示，喷涂管9依次沿底座喷涂管走线腔22、腰座喷涂管走线腔32和大臂4、三轴箱5的外侧走线，当到达小臂6时，转换成经由小臂喷涂管走线腔61和机械手腕喷涂管走线腔71走线，最后和喷枪1相连。在该方案中，降低了喷涂管9对小臂6和机械手腕7处外部空间的占用，同时也解决喷涂管9的固定问题。一方面，在喷涂机器人本体中，为了便于喷枪1的位置调整以及能够将喷枪1***到一些狭小的空间，一般小臂6对外径的要求相对高一些，一旦喷涂管9沿着小臂6外侧走线，势必增加小臂6的外径，而在内部走线则不会影响小臂6的外径；同样的道理，如果在小臂6外设置固定喷涂管9的部件，则也势必会增加小臂6的外径，而内部走线就不会。一般的做法是，将小臂6做成内部含有沿小臂6延伸方向贯通的内腔，在小臂6远离喷枪1的一端设置有开口，喷涂管9经三轴箱5后，由该开口***到小臂6的内腔(小臂喷涂管走线腔61)中；再经由机械手腕7的内腔(机械手腕喷涂管走线腔71)与喷枪1相连。

同理，本发明的另一个实施例中，如图3、图4、图5、图6和图7所示，在底座2内设置有底座喷涂管走线腔22，喷涂管9经所述底座喷涂管走线腔22与喷枪1相连。也即是说，喷涂管9从喷涂机器人本体的底部，就进入到底座喷涂管走线腔22内；再经过后续的各个关节和部件，连接至喷枪1。在本发明中，上述底座喷涂管走线腔22与底座电机线走线腔21是完全隔离开的，以实现喷涂管9与电机线8的隔离。

同理，另外一个实施例中，如图5和图8所示，腰座3内设置有腰座喷涂管走线腔32，喷涂管9经腰座喷涂管走线腔32与喷枪1相连。也即是说，喷涂管9从喷涂机器人本体的底部，经底座喷涂管走线腔22进入到腰座喷涂管走线腔32，再经过后续的各个关节和部件，连接至喷枪1。在本发明中，上述腰座喷涂管走线腔32与腰座电机线走线腔31是完全隔离开的，以实现喷涂管9与电机线8的隔离。

如图1所示，为了将设置在底座2、腰座3、大臂4、三轴箱5、小臂6或机械手腕7内部及外侧的喷涂管9固定，一般在底座2、腰座3、大臂4、三轴箱5、小臂6或机械手腕7中的至少一个的外侧设置有固定扣91，喷涂管9通过所述固定扣91固定。如图1所示，一般情况下，喷涂管9需要从三轴箱5的侧面延伸到上表面，因此，为了更好的固定，在三轴箱5的侧面和上表面均设置有固定扣91；同理，腰座侧面也设置有固定扣91。

具体实施例，如图1所示，本发明提供了一种喷涂机器人，从下至上依次包括底座2、腰座3、大臂4、三轴箱5、小臂6、机械手腕7和喷枪1，各部件之间构成了多关节的机械手臂和喷枪1的结合。

其中，如图6和图7所示，底座2内设置有底座电机线走线腔21和底座喷涂管走线腔22，底座电机线走线腔21和底座喷涂管走线腔22构成一个相互套设的圆环腔体，底座喷涂管走线腔22位于底座电机线走线腔21的外侧，底座电机线走线腔21和底座喷涂管走线腔22是隔离开的。

如图4、图5和图8所示，腰座3设置在底座2的上方，腰座3内设置有腰座电机线走线腔31和腰座喷涂管走线腔32，腰座电机线走线腔31与腰座喷涂管走线腔32也构成一个相互套设的圆环腔体，腰座喷涂管走线腔32位于腰座电机线走线腔31的外侧，腰座电机线走线腔31与腰座喷涂管走线腔32隔离开。底座喷涂管走线腔22的上端开口，与腰座喷涂管走线腔32连通；底座电机线走线腔21的上端开口，与腰座电机线走线腔31连通。

进一步，腰座喷涂管走线腔32的上端开口，喷涂管9由该开口引出；同时，腰座3上设置有固定扣91，喷涂管9通过该固定扣91固定。由腰座喷涂管走线腔32引出的喷涂管9，沿着大臂4的侧面以及三轴箱5的侧面和上表面延伸；同时，在三轴箱5的侧面和上表面也设置有固定扣91，喷涂管9由该固定扣91固定。

如图2所示，小臂6内部设置有小臂喷涂管走线腔61，喷涂管9经三轴箱5的上表面后，伸入小臂喷涂管走线腔61内部，进一步延伸到机械手腕喷涂管走线腔71内，再与喷枪1连接。

如图3所示，大臂4内部设置有大臂电机线走线腔41，大臂电机线走线腔41与腰座电机线走线腔31连通；大臂电机线走线腔41的上端与三轴箱电机线走线腔51连接。电机线8依次经过底座电机线走线腔21、腰座电机线走线腔31、大臂电机线走线腔41延伸至三轴箱电机线走线腔51内。

在上述实施例中，底座2包括两个腔体，即底座电机线走线腔21和底座喷涂管走线腔22；腰座3包括两个腔体，即腰座电机线走线腔31和腰座喷涂管走线腔32。底座电机线走线腔21、腰座电机线走线腔31、大臂电机线走线腔41和三轴箱电机线走线腔51构成一个密闭的腔体，即电机线走线腔；同时，电机也设置在该电机线走线腔内，并对该电机线走线腔进行正压防爆处理，使得该密闭的电机线走线腔与外部易燃易爆气体环境隔绝，同时也与喷涂管9隔绝。而底座喷涂管走线腔22、腰座喷涂管走线腔32、大臂4、三轴箱5、小臂喷涂管走线腔61和机械手腕喷涂管走线腔71构成一个可以与外部空间连通的开放式腔体，此腔体内不含有电气设备和电机线8，也就不用做防爆处理，喷涂管9沿着该腔体走线至喷枪1。也即是说，喷涂管9的走线空间和电机线8的走线空间是完全隔离、互不干涉的；在喷涂机器人运作的过程中，即使出现喷涂管9破裂的情况，外泄的喷涂涂料也不会接触到电机线8和电机，保证了工作人员和设备的安全性。

如图2所示，本发明的一个实施例中，所述喷涂管9依次沿着所述底座2内设置的底座喷涂管走线腔22、腰座3内设置的腰座喷涂管走线腔32和腰座3、大臂4、三轴箱5的外侧走线，再经小臂6内设置的小臂喷涂管走线腔61和机械手腕7内设置的机械手腕喷涂管走线腔71与所述喷枪1相连。

一些实施例中，所述小臂6内设置有小臂喷涂管走线腔61，所述喷涂管9经所述小臂喷涂管走线腔61与所述喷枪1相连。。

一些实施例中，所述机械手腕7内设置有机械手腕喷涂管走线腔71，所述喷涂管9经所述机械手腕喷涂管走线腔71与所述喷枪1相连。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (1)

1.一种喷涂机器人，包括喷涂机器人本体和设置在喷涂机器人本体上的喷枪，其特征在于，所述喷涂机器人本体包括若干电机和依次连接的底座、腰座、大臂、三轴箱、小臂和机械手腕，所述喷枪固定在所述机械手腕上；所述喷涂机器人上设置有用于给所述电机供电的电机线和与所述喷枪相连的喷涂管，所述喷涂机器人本体上设置有电机线走线腔，所述电机线和电机均封装在所述电机线走线腔内，所述电机线走线腔为密闭的腔体，所述喷涂管设置在所述电机线走线腔外；

所述电机线走线腔包括设置在底座内的底座电机线走线腔、设置在腰座内的腰座电机线走线腔、设置在大臂内的大臂电机线走线腔以及设置在三轴箱内的三轴箱电机线走线腔，所述底座电机线走线腔、腰座电机线走线腔、大臂电机线走线腔和三轴箱电机线走线腔相互连通；

所述底座内设置有底座喷涂管走线腔，所述腰座内设置有腰座喷涂管走线腔，所述小臂内设置有小臂喷涂管走线腔，所述机械手腕内设置有机械手腕喷涂管走线腔，所述喷涂管依次沿着所述底座内设置的底座喷涂管走线腔、腰座内设置的腰座喷涂管走线腔和腰座、大臂、三轴箱的外侧走线，再经小臂内设置的小臂喷涂管走线腔和机械手腕内设置的机械手腕喷涂管走线腔与所述喷枪相连；

所述腰座的外侧设置有固定扣，所述三轴箱外侧设置有固定扣，由所述腰座喷涂管走线腔引出的喷涂管通过所述固定扣固定。

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