CN112221785A - 一种自动化喷涂设备 - Google Patents

Abstract

一种自动化喷涂设备，涉及一种喷涂机器，包括喷涂机器人和涂料搅拌送泵车，喷涂机器人和涂料搅拌送泵车均由遥控器控制，涂料搅拌送泵车与喷涂机器人之间通过管路连接，喷涂机器人包括底板下部的履带底盘A及在底板上部安装的控制***、伸缩机械臂、上料泵、储料箱和主电机，控制***分别与主电机、上料泵连接，上料泵的进料口与储料箱通过管道连接，在伸缩机械臂上设有材料管路，上料泵的出料口与材料管路连接；本发明喷涂效果好，自动化程度高，满足了高速掘进巷道的薄喷要求，在降低了作业劳动强度的同时，安全性较高。

Description

一种自动化喷涂设备

技术领域

本发明涉及一种喷涂机器，尤其是涉及一种自动化喷涂设备。

背景技术

公知的，近年来随着聚合物材料为基础的薄喷技术和薄喷材料系列的不断丰富，在某些巷道中可以取代喷射混凝土完成巷道壁面的封闭，以防止壁面的风化、防自燃，甚至可解决喷射混凝土无法实现的隔绝瓦斯及其他有害气体等工作。随着薄喷材料和薄喷技术为越来越多煤矿的接受，在大型矿山及大断面等施工巷道，现有施工工艺和设备均存在较大的问题。随着施工量大，施工效率高的要求下，有的煤矿井下薄喷施工巷道长度达千米，部分高度大，工人操作实施困难，并且不能保证喷涂的质量。普通的薄喷施工工艺和设备已经无法满足施工要求，现有装备机械化、自动化程度较低，难以满足高速掘进巷道的要求，需要技术水平和自动化程度更高的薄喷施工装备。

基于上述问题，发明一种用于煤矿井下喷涂作业的机器人，以增强作业人员职业安全性、降低作业劳动强度、提高薄喷作业的效率，成为本领域技术人员的基本诉求。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种自动化喷涂设备。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种自动化喷涂设备，包括喷涂机器人和涂料搅拌送泵车，喷涂机器人和涂料搅拌送泵车均由遥控器控制，涂料搅拌送泵车与喷涂机器人之间通过管路连接，喷涂机器人包括底板下部的履带底盘A及在底板上部安装的控制***、伸缩机械臂、上料泵、储料箱和主电机，控制***分别与主电机、上料泵连接，上料泵的进料口与储料箱通过管道连接，在伸缩机械臂上设有材料管路，上料泵的出料口与材料管路连接；

在底板的上面一侧固定有回转减速机，回转减速机实现伸缩机械臂的水平旋转，旋转角度为0-360度；回转减速机的上部安装有摆动油缸，伸缩机械臂的下部固定在摆动油缸上，摆动油缸实现伸缩机器臂竖直方向的摆动，摆动范围为0-250度；

伸缩机械臂包括伸缩壳体、伸缩油缸、拉伸滑轮组、缩回滑轮组、伸缩壳体包括从下至上依次滑动连接的基本臂、二节臂和三节臂，在基本臂外部的法兰上设有安装固定孔，且与摆动油缸通过螺栓固定连接，在基本臂内安装有伸缩油缸，伸缩油缸的顶升端固定在二节臂内，拉伸滑轮组包括钢丝绳A和设置在二节臂内的滑轮A，钢丝绳A的一端固定在基本臂的底座上，另一端绕过滑轮A固定在三节臂上；缩回滑轮组包括钢丝绳B和设置在二节臂内的滑轮B，钢丝绳B的一端固定在基本臂的调节螺栓上，另一端绕过滑轮B固定在三节臂上；

在基本臂的外部与三节臂的上端部之间固定有管路拖链，管路拖链内安装有材料管路，材料管路的上端口安装有喷嘴，基本臂的外部设有测距传感器。

所述的自动化喷涂设备，伸缩油缸内部内置有位移传感器，其接线口由下部钢管底座位置伸出。

所述的自动化喷涂设备，控制***包括设置在底板上的供电箱、电机控制箱和总控制箱，供电箱分别与电机控制箱、总控制箱通过电路连接，电机控制箱与主电机通过线路连接，主电机与设置在底板上的主液压泵连接，主液压泵的进油口与设置在底板上面中部的油箱连接，主液压泵的出油口与供电箱后部的操作阀组连接，所述操作阀组为手动或电动阀组，包括六个阀组，在履带底盘A两侧行走马达的两边分别安装有一个阀组，在伸缩机械臂上、摆动油缸、回转减速器及上料泵上各设置有一个阀组。

所述的自动化喷涂设备，在基本臂、二节臂和三节臂的上端口均设有防尘密封圈。

所述的自动化喷涂设备，履带底盘A的侧面设有底盘编码器，回转减速器的一侧安装有回转编码器，在底板的上面四角均设有导向传感器，在摆动油缸的一侧安装有摆动编码器，所述的总控制箱分别与底盘编码器、回转编码器、导向传感器、摆动编码器、测距传感器通过信号或线路连接。

所述的自动化喷涂设备，在油箱前部且位于底板上面安装有冷却器，冷却器内部设有油路管道，油路管道的两端分别连接液压回油管路和油箱。

所述的自动化喷涂设备，涂料搅拌送泵车包括履带底盘B、泵送装置、加料搅拌泵和驱动装置，在履带底盘B底板的上部分别安装有泵送装置、加料搅拌泵和驱动装置，泵送装置与喷涂机器人的储料箱通过管路连接，驱动装置为驱动电机，泵送装置与加料搅拌泵通过管道连接，泵送装置为电动输送泵或液压输送泵。

所述的自动化喷涂设备，还包括设置在底板上的液压阀组，液压阀组用于控制摆动油缸、伸缩油缸、两侧行走马达和回转减速机。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、本发明所述的自动化喷涂设备，通过设置回转减速机实现伸缩机械臂在水平方向0-360度旋转，在回转减速机的上部安装摆动油缸，伸缩机械臂的下部固定在摆动油缸上，实现伸缩机器臂竖直方向0-250度的摆动，在伸缩机械臂上设置材料管路，且与上料泵的出料口连接，喷涂效果好，自动化程度高，满足了高速掘进巷道的薄喷要求；

2、本发明的喷涂机器人和涂料搅拌送泵车均由遥控器控制，涂料搅拌送泵车与喷涂机器人之间通过管路连接，对于施工量大，施工效率高的要求，相对施工简单、在降低了作业劳动强度的同时，安全性较高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明伸缩机械臂的结构示意图；

图3是本发明涂料搅拌送泵车的结构示意图；

图4是本发明涂料搅拌送泵车与喷涂机器人的连接结构示意图；

图5是本发明伸缩机械臂水平方向转动作业示意图；

图6是本发明伸缩机械臂竖直方向摆动的作业示意图

图中：1、履带底盘A；2、底板；3、回转减速机；4、回转编码器；5、摆动油缸；6、摆动编码器；7、伸缩机械臂；8、管路拖链；9、材料管路；10、油箱；11、测距传感器；12、总控制箱；13、液压阀组；14、供电箱；15、操作阀组；16、储料箱；17、冷却器；18、上料泵；19、电机控制箱；20、导向传感器；21、底盘编码器；22、主电机；23、主液压泵；24、位移传感器；25、伸缩油缸；26、防尘密封圈；27、钢丝绳A；28、滑轮A；29、钢丝绳B；30、滑轮B；31、基本臂；32、二节臂；33、三节臂；34、调节螺栓；35、履带底盘B；36、加料搅拌泵；37、泵送装置；38、驱动装置；39、管路；40、喷涂机器人；41、涂料搅拌送泵车；42、巷道路面；43、巷道内壁；44、电源；45、水源。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

结合附图1-6所述的自动化喷涂设备，包括喷涂机器人40和涂料搅拌送泵车41，喷涂机器人40和涂料搅拌送泵车41均由遥控器控制，涂料搅拌送泵车41与喷涂机器人40之间通过管路39连接，喷涂机器人40包括底板2下部的履带底盘A1及在底板2上部安装的控制***、伸缩机械臂7、上料泵18、储料箱16和主电机22，控制***分别与主电机22、上料泵18连接，上料泵18的进料口与储料箱16通过管道连接，在伸缩机械臂7上设有材料管路9，上料泵18的出料口与材料管路9连接；

其中，履带底盘A1用于给整个喷涂机器人40提供支撑，并实现整车的运行功能；管路39实现浆料从涂料搅拌送泵车41至喷涂机器人40的输料通路；

在底板2的上面一侧固定有回转减速机3，回转减速机3实现伸缩机械臂7的水平旋转，旋转角度为 0-360度；回转减速机3的上部安装有摆动油缸5，伸缩机械臂7的下部固定在摆动油缸5上，摆动油缸5实现伸缩机器臂7竖直方向的摆动， 摆动范围为0-250度；

伸缩机械臂7包括伸缩壳体、伸缩油缸25、拉伸滑轮组、缩回滑轮组、伸缩壳体包括从下至上依次滑动连接的基本臂31、二节臂32和三节臂33，在基本臂31外部的法兰上设有安装固定孔，且与摆动油缸5通过螺栓固定连接，在基本臂31内安装有伸缩油缸25，伸缩油缸25的顶升端固定在二节臂32内，拉伸滑轮组包括钢丝绳A27和设置在二节臂内的滑轮A28，钢丝绳A27的一端固定在基本臂31的底座上，另一端绕过滑轮A28固定在三节臂33上；缩回滑轮组包括钢丝绳B29和设置在二节臂内的滑轮B30，钢丝绳B29的一端固定在基本臂31的调节螺栓34上，另一端绕过滑轮B30固定在三节臂33上；

在基本臂31的外部与三节臂33的上端部之间固定有管路拖链8，管路拖链8内安装有材料管路9，材料管路9的上端口安装有喷嘴，基本臂31的外部设有测距传感器11。

所述的自动化喷涂设备，伸缩油缸25内部内置有位移传感器24，其接线口由下部钢管底座位置伸出；

伸缩机械臂7动作时，由遥控器发出指令给控制器，控制器根据指令要求控制伸缩油缸25伸出或缩回动作，位移传感器24为***提供伸缩油缸的实际位移信息，控制器根据发出的指令与实际位移反馈的差值进行PID调节，使机械臂的伸缩长度和速度达到实际工艺需求。

所述的自动化喷涂设备，控制***包括设置在底板2上的供电箱14、电机控制箱19和总控制箱12，供电箱14分别与电机控制箱19、总控制箱12通过电路连接，电机控制箱19与主电机22通过线路连接，主电机22与设置在底板2上的主液压泵23连接，主液压泵23的进油口与设置在底板2上面中部的油箱10连接，主液压泵23的出油口与供电箱14后部的操作阀组15连接，所述操作阀组15为手动或电动阀组，包括六个阀组，在履带底盘A1两侧行走马达的两边分别安装有一个阀组，在伸缩机械臂7上、摆动油缸5、回转减速器3及上料泵18上各设置有一个阀组。

所述的自动化喷涂设备，在基本臂31、二节臂32和三节臂33的上端口均设有防尘密封圈26。

所述的自动化喷涂设备，履带底盘A1的侧面设有底盘编码器21，回转减速器3的一侧安装有回转编码器4，在底板2的上面四角均设有导向传感器20，在摆动油缸5的一侧安装有摆动编码器6，所述的总控制箱12分别与底盘编码器21、回转编码器4、导向传感器20、摆动编码器4、测距传感器11通过信号或线路连接；

其中，回转编码器4为回转减速器3提供水平旋转位置检测和***控制提供数据支持；摆动编码器6为摆动油缸5提供水平旋转位置检测和***控制提供数据支持。

所述的自动化喷涂设备，在油箱10前部且位于底板2上面安装有冷却器17，冷却器17内部设有油路管道，油路管道的两端分别连接液压回油管路和油箱10。

所述的自动化喷涂设备，涂料搅拌送泵车41包括履带底盘B35、泵送装置37、加料搅拌泵36和驱动装置38，在履带底盘B35底板的上部分别安装有泵送装置37、加料搅拌泵36和驱动装置38，泵送装置38与喷涂机器人40的储料箱16通过管路39连接，驱动装置38为驱动电机，泵送装置38与加料搅拌泵36通过管道连接， 泵送装置37为电动输送泵或液压输送泵；

其中，加料搅拌泵36实现物料的搅拌功能，使粉状薄喷材料与水搅拌成浆状喷涂料；泵送装置37实现将搅拌成熟的浆料泵送至喷涂机器人40储料箱16内，实现喷涂作业；驱动装置38实现涂料搅拌送泵车41的运动、泵送装置37的动能供应及搅拌送泵车41的控制功能。

所述的自动化喷涂设备，还包括设置在底板2上的液压阀组13，液压阀组13用于控制摆动油缸5、伸缩油缸25、两侧行走马达和回转减速机3。

实施本发明所述的自动化喷涂设备及其喷涂方法，在使用时，如附图4所示，喷涂机器人40行走在巷道路面42的中部，喷涂机器人40和涂料搅拌送泵车41的电源44、水源45准备好，处于待机状态；涂料搅拌送泵车41由人工加料，按照比例加水，搅拌使涂料呈浆状，符合喷涂要求，由泵送装置37将搅拌好的浆料泵入储料箱16内，储料箱16内的浆料由上料泵18泵入伸缩机械臂7上的材料管路9内，需要喷涂时，由材料管路9上端的喷嘴喷出至巷道内壁43上；

由遥控器操作伸缩机械臂7摆动至初始位置，如附图5所示，回转减速机3驱动伸缩机械臂7水平旋转至1#位或2#位，伸缩机械臂7基本臂31内的伸缩油缸25带动二节臂32伸出，二节臂32伸出的同时带动滑轮A28前移，推动三节臂33伸出，通过基本臂31外部的测距传感器11感应伸缩机械臂7的伸出距离与巷道内壁43之间的距离，准备喷涂作业；

如附图6所示，摆动油缸5工作，驱动伸缩机械臂7按照3#位-5#位-4#位或4#位-5#位-3#位摆动，同时上料泵18将储料箱16内的浆料泵入材料管路9内，并通过材料管路9上端口的喷嘴喷出到巷道内壁43上，一个循环结束再返回摆动喷涂，路径顺序为4#位-5#位-3#位或3#位-5#位-4#位，如此反复喷涂即可；一个作业循环完成，喷涂厚度达到要求以后，停止喷涂，伸缩机械臂7停止在3#或4#位置，当前位置喷涂完成以后，喷涂机器人40根据设定参数自动或由操作步进一定的距离，再重复摆动喷涂作业流程，当喷涂达到要求以后，再步进到下一作业区域，如此循环作业，不间断喷涂；喷涂作业完成以后，伸缩机械臂7按照操作顺序，摆动至水平位置，再旋转至初始位，等待下一班次作业，至此整个作业流程结束。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (8)

1.一种自动化喷涂设备，包括喷涂机器人和涂料搅拌送泵车，喷涂机器人和涂料搅拌送泵车均由遥控器控制，其特征是：涂料搅拌送泵车与喷涂机器人之间通过管路连接，喷涂机器人包括底板下部的履带底盘A及在底板上部安装的控制***、伸缩机械臂、上料泵、储料箱和主电机，控制***分别与主电机、上料泵连接，上料泵的进料口与储料箱通过管道连接，在伸缩机械臂上设有材料管路，上料泵的出料口与材料管路连接；

在底板的上面一侧固定有回转减速机，回转减速机实现伸缩机械臂的水平旋转，旋转角度为0-360度；回转减速机的上部安装有摆动油缸，伸缩机械臂的下部固定在摆动油缸上，摆动油缸实现伸缩机器臂竖直方向的摆动，摆动范围为0-250度；

伸缩机械臂包括伸缩壳体、伸缩油缸、拉伸滑轮组、缩回滑轮组、伸缩壳体包括从下至上依次滑动连接的基本臂、二节臂和三节臂，在基本臂外部的法兰上设有安装固定孔，且与摆动油缸通过螺栓固定连接，在基本臂内安装有伸缩油缸，伸缩油缸的顶升端固定在二节臂内，拉伸滑轮组包括钢丝绳A和设置在二节臂内的滑轮A，钢丝绳A的一端固定在基本臂的底座上，另一端绕过滑轮A固定在三节臂上；缩回滑轮组包括钢丝绳B和设置在二节臂内的滑轮B，钢丝绳B的一端固定在基本臂的调节螺栓上，另一端绕过滑轮B固定在三节臂上；

在基本臂的外部与三节臂的上端部之间固定有管路拖链，管路拖链内安装有材料管路，材料管路的上端口安装有喷嘴，基本臂的外部设有测距传感器。

2.根据权利要求1所述的自动化喷涂设备，其特征是：伸缩油缸内部内置有位移传感器，其接线口由下部钢管底座位置伸出。

3.根据权利要求1所述的自动化喷涂设备，其特征是：控制***包括设置在底板上的供电箱、电机控制箱和总控制箱，供电箱分别与电机控制箱、总控制箱通过电路连接，电机控制箱与主电机通过线路连接，主电机与设置在底板上的主液压泵连接，主液压泵的进油口与设置在底板上面中部的油箱连接，主液压泵的出油口与供电箱后部的操作阀组连接，所述操作阀组为手动或电动阀组，包括六个阀组，在履带底盘A两侧行走马达的两边分别安装有一个阀组，在伸缩机械臂上、摆动油缸、回转减速器及上料泵上各设置有一个阀组。

4.根据权利要求1所述的自动化喷涂设备，其特征是：在基本臂、二节臂和三节臂的上端口均设有防尘密封圈。

5.根据权利要求1所述的自动化喷涂设备，其特征是：履带底盘A的侧面设有底盘编码器，回转减速器的一侧安装有回转编码器，在底板的上面四角均设有导向传感器，在摆动油缸的一侧安装有摆动编码器，所述的总控制箱分别与底盘编码器、回转编码器、导向传感器、摆动编码器、测距传感器通过信号或线路连接。

6.根据权利要求3所述的自动化喷涂设备，其特征是：在油箱前部且位于底板上面安装有冷却器，冷却器内部设有油路管道，油路管道的两端分别连接液压回油管路和油箱。

7.根据权利要求1所述的自动化喷涂设备，其特征是：涂料搅拌送泵车包括履带底盘B、泵送装置、加料搅拌泵和驱动装置，在履带底盘B底板的上部分别安装有泵送装置、加料搅拌泵和驱动装置，泵送装置与喷涂机器人的储料箱通过管路连接，驱动装置为驱动电机，泵送装置与加料搅拌泵通过管道连接，泵送装置为电动输送泵或液压输送泵。

8.根据权利要求1所述的自动化喷涂设备，其特征是：还包括设置在底板上的液压阀组，液压阀组用于控制摆动油缸、伸缩油缸、两侧行走马达和回转减速机。

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