CN117123417B - 货运列车自动喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，具体涉及一种货运列车自动喷涂机器人，包括三轴滑动模组和机械手，机械手包括第一联动组件、喷涂组件、第二联动组件、刮削组件和吸尘组件，第一联动组件包括第一旋转驱动件和第一连接板，喷涂组件包括上下驱动件、第一前后驱动件和喷头，第二联动组件包括左右驱动件、第二旋转驱动件和第二连接板，刮削组件包括第二前后驱动件、第三旋转驱动件和刮削头，吸尘组件包括第三前后驱动件和负压管。本装置能够代替人工对U形缝进行刮除废旧材料、收集废旧材料、喷涂新聚氨酯，完成标准化作业，同时也能消除安全隐患，并且废料能够通过吸尘组件及时收集，省时省力，也避免对环境造成二次污染。

Description

货运列车自动喷涂机器人

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种货运列车自动喷涂机器人。

背景技术

国内煤炭运输方式主要有铁路、公路、水路三种，占比为7:2:1，其中铁路运输不仅运量大、运线多，而且运列频。煤炭一般在固定的装煤站进行上料，上料机械位于货运列车的上方且位置固定，货运列车匀速前行以将煤炭均匀填装至货运列车的车厢内。

煤炭运输时，煤粉易从车厢侧门边缘两竖边和底边形成的U形缝泄露，不仅造成大量的煤炭资源浪费，而且还会对铁路沿线产生严重的环境污染。所以，车厢侧门边缘缝隙一般需喷涂聚氨酯进行密封。

现有一般采用人工的方式喷涂聚氨酯，存在如下缺陷：其一，由于喷涂时货运列车处于匀速前行的状态，喷涂难度大，每次喷涂的厚度、时间难以保持一致，无法实现标准化作业，质量难以保证，并且工人站在行驶的列车侧面进行作业，安全风险也较高；其二，喷涂前还需人工将废旧材料清除，费时费力；其三，废旧材料刮除后不能及时收集清理，散落在场地对环境造成二次污染。

发明内容

为克服现有人工喷涂聚氨酯存在的喷涂质量难以保证、作业风险高、费时费力且对环境存在二次污染的技术缺陷，本发明提供了一种货运列车自动喷涂机器人。

本发明提供的货运列车自动喷涂机器人，包括固定支架、三轴滑动模组和机械手，所述机械手通过所述三轴滑动模组安装在所述固定支架上，所述机械手包括：

第一联动组件，其包括第一旋转驱动件和第一连接板，所述第一旋转驱动件的固定部与所述三轴滑动模组的输出端固定连接，所述第一旋转驱动件的旋转轴前后布置且前端与所述第一连接板固定连接；

喷涂组件，其包括上下驱动件、第一前后驱动件和喷头，所述上下驱动件的固定部与所述第一连接板固定连接，所述第一前后驱动件的固定部与所述上下驱动件的滑动部下端固定连接，所述喷头与所述第一前后驱动件的滑动部前端固定连接；

第二联动组件，其包括左右驱动件、第二旋转驱动件和第二连接板，所述左右驱动件的固定部与所述第一连接板固定连接，所述左右驱动件的滑动部处于左极限位置，且所述第二旋转驱动件的固定部与所述左右驱动件的滑动部左端固定连接，所述第二旋转驱动件的旋转轴前后布置且前端与所述第二连接板固定连接；

刮削组件，其包括第二前后驱动件、第三旋转驱动件和刮削头，所述第二前后驱动件的固定部与所述第二连接板固定连接，所述第三旋转驱动件的固定部与所述第二前后驱动件的滑动部前端固定连接，所述第三旋转驱动件的旋转轴前后布置且前端与所述刮削头固定连接，所述第三旋转驱动件与第二旋转驱动件同轴；

吸尘组件，其包括第三前后驱动件和负压管，所述第三前后驱动件的固定部与所述第二连接板固定连接，所述负压管前后方向布置，且所述负压管的侧部与所述第三前后驱动件的滑动部前端固定连接，所述喷头、负压管和刮削头处于同一前后竖直面上且从上至下依次布置。

使用时，第一前后驱动件带动喷头向前移动，第二前后驱动件带动刮削头和第三旋转驱动件整体向前移动，第三前后驱动件带动负压管向前移动，三轴滑动模组带动整个机械手向下移动，刮削头首先将U形缝的左侧竖边的废旧材料清除，同时负压管将刮下的废料收集，喷头再进行喷涂新的聚氨酯；

当刮削头到达U形缝的左下角时，进行第一次拐弯操作：第二联动组件的第二旋转驱动件动作使得刮削组件和吸尘组件逆时针旋转90度，而后第二联动组件的左右驱动件动作驱使第二旋转驱动件、刮削组件和吸尘组件整体向右移动，对U形缝的底边左端部进行刮削废旧材料，同时也避让喷头的下降；上下驱动件动作驱使喷头向下运动将U形缝的左侧竖边喷涂完毕，而后第一联动组件的第一旋转驱动件动作驱使第一连接板逆时针旋转90度，同时左右驱动件和上下驱动件恢复原始状态，相当于整个机械手逆时针旋转了90度，第一次拐弯完毕；

三轴滑动模组带动整个机械手向右移动，当刮削头到达U形缝的右下角时，进行第二次拐弯操作：第二联动组件的第二旋转驱动件动作使得刮削组件和吸尘组件逆时针旋转90度，而后第二联动组件的左右驱动件动作驱使第二旋转驱动件、刮削组件和吸尘组件整体向上移动，对U形缝的右侧竖边底端部进行刮削废旧材料，同时也避让喷头的右移；上下驱动件动作驱使喷头向右运动将U形缝的底边喷涂完毕，第二次拐弯完毕；

三轴滑动模组带动整个机械手向上移动，直至将U形缝的右侧竖边喷涂完毕，完成一个U形缝的处理；

所有机构复位，重复操作将车厢侧壁上的所有U型缝依次处理完毕。

可选的，所述喷涂组件还包括第一视觉检测组件，所述第一视觉检测组件安装在所述第一连接板上且适于检测车厢侧门缝的位置。

可选的，所述第一视觉检测组件包括：

第一安装板，其沿左右平面布置且与所述第一旋转驱动件的固定部固定连接；

第一镜头，其嵌装固定在所述第一安装板上；

第四旋转驱动件，其固定部固定在所述第一安装板的后方，所述第四旋转驱动件的旋转轴前后布置且向前贯穿所述第一安装板；

第一透明盖板，其平行于所述第一安装板且与所述第四旋转驱动件的旋转轴前端固定连接；

第一自清洁组件，其包括第一刀架和第一刮刀，所述第一刀架固定在所述第一安装板上且位于所述第一透明盖板的前侧，所述第一刮刀安装在所述第一刀架上且适于刮除所述第一透明盖板上的废料。

可选的，所述刮削组件还包括第二视觉检测组件，所述第二视觉检测组件安装在所述第二前后驱动件的滑动部前端上，所述第二视觉检测组件与所述刮削头处于同一竖直面，且所述第二视觉检测组件位于所述刮削头的下方以检测刮削头运行前方的障碍物。

可选的，所述第二视觉检测组件包括：

第二安装板，其沿左右平面布置且与所述第二前后驱动件的滑动部前端固定连接；

第二镜头，其嵌装固定在所述第二安装板上；

第五旋转驱动件，其固定部固定在所述第二安装板的后方，所述第五旋转驱动件的旋转轴前后布置且向前贯穿所述第二安装板；

第二透明盖板，其平行于所述第二安装板且与所述第五旋转驱动件的旋转轴前端固定连接；

第二自清洁组件，其包括第二刀架和第二刮刀，所述第二刀架固定在所述第二安装板上且位于所述第二透明盖板的前侧，所述第二刮刀安装在所述第二刀架上且适于刮除所述第二透明盖板上的废料。

可选的，还包括测距组件，所述测距组件安装在所述第二连接板上且适于检测其与车厢侧壁之间的距离。

可选的，所述测距组件包括：

第四前后驱动件，其固定部与所述第二连接板固定连接；

距离传感器，其安装在所述第四前后驱动件的滑动部前端。

可选的，还包括工业相机，所述工业相机安装在所述固定支架上且适于检测列车运行状态。

可选的，所述负压管的前端设有适于安装清理配件的安装部。

可选的，所述固定支架为龙门架，所述三轴滑动模组包括上下直线模组、左右直线模组和前后直线模组，所述上下直线模组设有两个，两个上下直线模组的固定部对称固定在所述龙门架的两个立柱上，所述左右直线模组的固定部两端分别与两个上下直线模组的滑动部固定连接，所述前后直线模组的固定部与所述左右直线模组的滑动部固定连接，所述前后直线模组的滑动部与所述第一旋转驱动件的固定部固定连接。

本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的货运列车自动喷涂机器人，刮削组件能够将U形缝上的废旧材料刮除，吸尘组件能够将刮下的废旧物料及时收集，喷涂组件能够对U形缝喷涂新的聚氨酯，并且配合安装组件和第二联动组件能够实现机械手在U形缝拐角处的拐弯操作，从而实现机械代替人工对U形缝进行刮除废旧材料、收集废旧材料、喷涂新聚氨酯，配合程序能够保证每次喷涂的厚度和时间，完成标准化作业，同时也不需人工进行操作，能够消除人工在行驶的列车侧面作业导致的安全隐患，并且不需人工进行废料清除，省时省力，废料也能够及时收集，避免散落在场地对环境造成二次污染。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例中货运列车自动喷涂机器人的整体结构示意图；

图2表示本发明实施例中机械手的结构示意图；

图3表示本发明实施例中第一联动组件和喷涂组件的装配示意图；

图4表示本发明实施例中第二联动组件、刮削组件以及吸尘组件的装配示意图；

图5表示本发明实施例中对U形缝的左侧竖边作业时机械手的状态示意图；

图6表示本发明实施例中第一次拐弯时机械手的状态示意图；

图7表示本发明实施例中对U形缝的底边作业时机械手的状态示意图；

图8表示本发明实施例中第二次拐弯以及对U形缝的右侧竖边作业时机械手的状态示意图。

图中：

1、固定支架；2、三轴滑动模组；21、上下直线模组；22、左右直线模组；23、前后直线模组；3、机械手；31、第一联动组件；311、第一旋转驱动件；312、第一连接板；32、喷涂组件；321、上下驱动件；322、第一前后驱动件；323、喷头；324、第一安装板；325、第一镜头；326、第四旋转驱动件；327、第一透明盖板；328、第一自清洁组件；3281、第一刀架；3282、第一刮刀；33、第二联动组件；331、左右驱动件；332、第二旋转驱动件；333、第二连接板；34、刮削组件；341、第二前后驱动件；342、第三旋转驱动件；343、刮削头；344、第二安装板；345、第二镜头；346、第五旋转驱动件；347、第二透明盖板；348、第二自清洁组件；3481、第二刀架；3482、第二刮刀；35、吸尘组件；351、第三前后驱动件；352、负压管；3521、安装部；36、测距组件；361、第四前后驱动件；362、距离传感器；4、工业相机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在描述中，需要说明的是，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。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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的具体含义。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

参照图1至图4，本实施例提供一种货运列车自动喷涂机器人，包括固定支架1、三轴滑动模组2和机械手3，机械手3通过三轴滑动模组2安装在固定支架1上，机械手3包括第一联动组件31、喷涂组件32、第二联动组件33、刮削组件34和吸尘组件35。

需要说明的是，下面对于各部分结构的描述皆是基于初始状态的货运列车自动喷涂机器人而言，朝向车厢侧面的方向为前，背离车厢侧面的方向为后，上、下、左和右相对定义。

固定支架1：

本实施例中，固定支架1为龙门架，结构较为稳定。其他实施例中，固定支架1可以为网格框架或其他常用支撑结构。

三轴滑动模组2：

本实施例中，三轴滑动模组2包括上下直线模组21、左右直线模组22和前后直线模组23，上下直线模组21设有两个，两个上下直线模组21的固定部对称固定在龙门架的两个立柱上，左右直线模组22的固定部两端分别与两个上下直线模组21的滑动部固定连接，前后直线模组23的固定部与左右直线模组22的滑动部固定连接，前后直线模组23的滑动部与第一旋转驱动件311的固定部固定连接。

通过将两个上下直线模组21的固定部对称固定在龙门架的两个立柱上，然后通过左右直线模组22将两个上下直线模组21连接，所形成的整体结构较为稳定，运行稳定性较强。其他实施例中，也可将上下直线模组21、左右直线模组22和前后直线模组23进行其他形式的搭配组合；还可采用电机同步带副或电机丝杠副代替直线模组。

第一联动组件31：

第一联动组件31包括第一旋转驱动件311和第一连接板312，第一旋转驱动件311的固定部与三轴滑动模组2的输出端固定连接，第一旋转驱动件311的旋转轴前后布置且前端与第一连接板312固定连接。

本实施例中，第一旋转驱动件311为旋转气缸。其他实施例中，第一旋转驱动件311也可为旋转电机或其他常用旋转动力件。

本实施例中，第一连接板312为90度弧形板，初始状态时喷涂组件32安装在第一连接板312的顶部，第二联动组件33安装在第一连接板312的右部。弧形板能够预留较大空间用以容置其他部件。其他实施例中，第一连接板312也可采用矩形板或其他形状板。

需要说明的是，第一旋转驱动件311的主要作用是驱动第一连接板312旋转，从而带动喷涂组件32整体旋转，以能够在喷涂完U形缝的左侧竖边后逆时针旋转90度。

喷涂组件32：

喷涂组件32包括上下驱动件321、第一前后驱动件322和喷头323，上下驱动件321的固定部与第一连接板312固定连接，第一前后驱动件322的固定部与上下驱动件321的滑动部下端固定连接，喷头323与第一前后驱动件322的滑动部前端固定连接。

本实施例中，上下驱动件321和第一前后驱动件322皆为直线气缸。其他实施例中，上下驱动件321和第一前后驱动件322也可为电动推杆或直线电机或其他常用直线动力件。

本实施例中，喷头323采用喷枪结构，使聚氨酯以一定压力喷涂至车厢U形缝处，保证喷涂质量。其他实施例中，喷头323也可采用其他能够满足喷涂工艺要求的结构。

容易理解的，喷头323与物料罐连通，用以将物料以一定压力喷雾至车厢U形缝处。

需要说明的是，当刮削头343到达U形缝的左下角时，喷头323距离U形缝的左下角还有一定距离，此时喷头323需继续向下运动，而刮削头343需向右运动，运动方向不一致，所以不能继续通过三轴滑动模组2整体控制运动方向，上下驱动件321的主要作用就是在此时控制喷头323继续向下运动，以将U形缝的左侧竖边喷涂完。同理，在刮削头343到达U形缝的右下角时，上下驱动件321控制喷头323继续向右运动，以将U形缝的底边喷涂完。第一前后驱动件322的主要作用是控制喷头323前后方向移动，以在距离车厢合适位置处对车厢进行喷涂，保证喷涂质量。

第二联动组件33：

第二联动组件33包括左右驱动件331、第二旋转驱动件332和第二连接板333，左右驱动件331的固定部与第一连接板312固定连接，左右驱动件331的滑动部处于左极限位置，且第二旋转驱动件332的固定部与左右驱动件331的滑动部左端固定连接，第二旋转驱动件332的旋转轴前后布置且前端与第二连接板333固定连接。

本实施例中，左右驱动件331为直线气缸。其他实施例中，左右驱动件331也可为电动推杆或直线电机或其他常用直线动力件。

本实施例中，第二旋转驱动件332为旋转气缸。其他实施例中，第二旋转驱动件332也可为旋转电机或其他常用旋转动力件。

需要说明的是，当刮削头343到达U形缝的左下角时，刮削头343需向右运动，第二旋转驱动件332的主要作用就是带动刮削组件34、吸尘组件35整体逆时针旋转90度，由于第二旋转驱动件332与第三旋转驱动件342同轴，所以旋转完毕后刮削头343仍旧处于U形缝的左下角；左右驱动件331的主要作用是在刮削头343旋转完毕后带动刮削组件34和吸尘组件35整体向右运动，以避让喷头323的下降。同理，当刮削头343到达U形缝的右下角时，刮削头343需向上运动，第二旋转驱动件332带动刮削组件34和吸尘组件35整体逆时针旋转90度，而后左右驱动件331带动刮削组件34和吸尘组件35整体向上运动，以避让喷头323的右移。

刮削组件34：

刮削组件34包括第二前后驱动件341、第三旋转驱动件342和刮削头343，第二前后驱动件341的固定部与第二连接板333固定连接，第三旋转驱动件342的固定部与第二前后驱动件341的滑动部前端固定连接，第三旋转驱动件342的旋转轴前后布置且前端与刮削头343固定连接，第三旋转驱动件342与第二旋转驱动件332同轴。

本实施例中，第二前后驱动件341为直线气缸。其他实施例中，第二前后驱动件341也可为电动推杆或直线电机或其他常用直线动力件。

本实施例中，第三旋转驱动件342为旋转电机。其他实施例中，第三旋转驱动件342也可为旋转气缸或其他常用旋转动力件。

容易理解的，“第三旋转驱动件342与第二旋转驱动件332同轴”目的是在第二旋转驱动件332驱使刮削组件34逆时针旋转时，刮削头343相对车厢的位置能够保持不变，这样在旋转前后刮削头343皆处于U形缝的拐角处，保证刮削的连续性。

需要说明的是，第二前后驱动件341的主要作用就是驱使刮削头343和第三旋转驱动件342前后方向移动，以使刮削头343能够接触车厢侧壁，从而进行废旧材料的刮除；第三旋转驱动件342的主要作用就是驱使刮削头343旋转，以使刮削头343通过旋转切割的方式保证废旧材料清除的彻底性。

吸尘组件35：

吸尘组件35包括第三前后驱动件351和负压管352，第三前后驱动件351的固定部与第二连接板333固定连接，负压管352前后方向布置，且负压管352的侧部与第三前后驱动件351的滑动部前端固定连接，喷头323、负压管352和刮削头343处于同一前后竖直面上且从上至下依次布置。

本实施例中，第三前后驱动件351为直线气缸。其他实施例中，第三前后驱动件351也可为电动推杆或直线电机或其他常用直线动力件。

容易理解的，“喷头323、负压管352和刮削头343处于同一前后竖直面上且从上至下依次布置”这是初始状态的相对位置关系，对应的是车厢U形缝的左侧竖边加工，目的是依次对车厢U形缝进行刮除废料、收集废料以及喷涂新聚氨酯；当对U形缝的底边作业时，喷头323、负压管352和刮削头343处于同一水平面上且从左向右依次布置，目的也是依次对车厢U形缝进行刮除废料、收集废料以及喷涂新聚氨酯；同理，当对U形缝的右侧竖边作业时，喷头323、负压管352和刮削头343处于同一前后竖直面上且从下至上依次布置，目的也是依次对车厢U形缝进行刮除废料、收集废料以及喷涂新聚氨酯。

本实施例中，负压管352的前端设有适于安装清理配件的安装部3521。

容易理解的，清理配件即毛刷、硅胶吸头或其他常用利于吸尘的部件。

具体的，安装部3521可以为开设于负压管352前端侧壁上的安装孔，还可以是设于负压管352前端侧壁上的卡扣或其他常用安装结构。

上述仅是详细阐述了本实施例中货运列车自动喷涂机器人的硬件配件，在使用时需结合传感器或视觉检测等检测结构以实现自动化操作，传感器或视觉检测结构可以采用本领域成熟结构。本实施例中针对具体作业场景，针对性的设计以下检测结构：

本实施例在喷涂组件32中增设第一视觉检测组件，第一视觉检测组件安装在第一连接板312上且适于检测车厢侧门缝的位置。

具体的，第一视觉检测组件包括第一安装板324、第一镜头325、第四旋转驱动件326、第一透明盖板327和第一自清洁组件328；第一安装板324沿左右平面布置且与第一旋转驱动件311的固定部固定连接；第一镜头325嵌装固定在第一安装板324上；第四旋转驱动件326的固定部固定在第一安装板324的后方，第四旋转驱动件326的旋转轴前后布置且向前贯穿第一安装板324；第一透明盖板327平行于第一安装板324且与第四旋转驱动件326的旋转轴前端固定连接；第一自清洁组件328包括第一刀架3281和第一刮刀3282，第一刀架3281固定在第一安装板324上且位于第一透明盖板327的前侧，第一刮刀3282安装在第一刀架3281上且适于刮除第一透明盖板327上的废料。工作时，第四旋转驱动件326的旋转轴旋转，带动第一透明盖板327旋转，第一刮刀3282与第一透明盖板327接触且不旋转，所以第一透明盖板327旋转时第一刮刀3282能够将第一透明盖板327上的废料刮除，保证第一透明盖板327的清洁，从而保证第一镜头325的视野清楚。

第一视觉检测组件能够近距离检测车厢U形缝的位置，以精确控制喷涂组件32、刮削组件34和吸尘组件35的动作。

本实施例在刮削组件34中还增设有第二视觉检测组件，第二视觉检测组件安装在第二前后驱动件341的滑动部前端上，第二视觉检测组件与刮削头343处于同一竖直面，且第二视觉检测组件位于刮削头343的下方以检测刮削头343运行前方的障碍物。

具体的，第二视觉检测组件包括第二安装板344、第二镜头345、第五旋转驱动件346、第二透明盖板347和第二自清洁组件348；第二安装板344沿左右平面布置且与第二前后驱动件341的滑动部前端固定连接；第二镜头345嵌装固定在第二安装板344上；第五旋转驱动件346的固定部固定在第二安装板344的后方，第五旋转驱动件346的旋转轴前后布置且向前贯穿第二安装板344；第二透明盖板347平行于第二安装板344且与第五旋转驱动件346的旋转轴前端固定连接；第二自清洁组件348包括第二刀架3481和第二刮刀3482，第二刀架3481固定在第二安装板344上且位于第二透明盖板347的前侧，第二刮刀3482安装在第二刀架3481上且适于刮除第二透明盖板347上的废料。工作时，第五旋转驱动件346的旋转轴旋转，带动第二透明盖板347旋转，第二刮刀3482与第二透明盖板347接触且不旋转，所以第二透明盖板347旋转时第二刮刀3482能够将第二透明盖板347上的废料刮除，保证第二透明盖板347的清洁，从而保证第二镜头345的视野清楚。

容易理解的，当对U形缝的左侧竖边作业时第二视觉检测组件位于刮削头343的下方，当对U形缝的底边作业时，第二视觉检测组件位于刮削头343的右方，当对U形缝的右侧竖边作业时第二视觉检测组件位于刮削头343的上方，以在刮削头343刮削之前就能够对车厢U形缝上的障碍物进行检测。

第二视觉检测组件能够检测刮削头343运行前方的障碍物，以控制三轴滑动模组2向后运动，驱使整个机械手3向后运动，以越过障碍物。

需要说明的是，现有车厢侧门上一般在左端部和右端部分别设有一根上下布置的挡筋，这就导致本装置在对U形缝底边作业时，遇到挡筋需整体后退再前进以越过挡筋。

本实施例还增设有测距组件36，测距组件36安装在第二连接板333上且适于检测其与车厢侧壁之间的距离。

具体的，测距组件36包括第四前后驱动件361和距离传感器362；第四前后驱动件361的固定部与第二连接板333固定连接；距离传感器362安装在第四前后驱动件361的滑动部前端。

更具体的，第四前后驱动件361为直线气缸。其他实施例中，第四前后驱动件361也可为电动推杆或直线电机或其他常用直线动力件。

将测距组件36车厢侧壁之间的距离反馈给控制器，以更加精确控制各个前后驱动件的动作。

本实施例还增设有工业相机4，工业相机4安装在固定支架1上且适于检测列车运行状态，主要为列车运行的速度，以使得三轴滑动模组2在列车运行速度的基础上控制各部件动作。

本实施例的货运列车自动喷涂机器人的工作原理如下：

S1.工业相机4对火车运行速度进行检测；

S2.测距组件36动作，测定其与车厢侧壁之间的距离，控制第一前后驱动件322、第二前后驱动件341和第三前后驱动件351动作，分别驱使喷头323、刮削头343以及负压管352向前伸出；

S3.第一视觉检测组件对U形缝位置进行精确检测，第二视觉检测组件对刮削前后障碍物进行精确检测，准备完毕；

S4.三轴滑动模组2带动整个机械手3向下移动，刮削头343首先将U形缝的左侧竖边的废旧材料清除，同时负压管352将刮下的废料收集，喷头323再进行喷涂新的聚氨酯；

S5.当刮削头343到达U形缝的左下角时，进行第一次拐弯操作：如图5至图7所示，第二联动组件33的第二旋转驱动件332动作使得刮削组件34和吸尘组件35逆时针旋转90度，而后第二联动组件33的左右驱动件331动作驱使第二旋转驱动件332、刮削组件34和吸尘组件35整体向右移动，对U形缝的底边左端部进行刮削废旧材料，同时也避让喷头323的下降；上下驱动件321动作驱使喷头323向下运动将U形缝的左侧竖边喷涂完毕，而后第一联动组件31的第一旋转驱动件311动作驱使第一连接板312逆时针旋转90度，同时左右驱动件331和上下驱动件321恢复原始状态，相当于整个机械手3逆时针旋转了90度，第一次拐弯完毕；

S6.三轴滑动模组2带动整个机械手3向右移动，当刮削头343到达U形缝的右下角时，进行第二次拐弯操作：如图7和图8所示，第二联动组件33的第二旋转驱动件332动作使得刮削组件34和吸尘组件35逆时针旋转90度，而后第二联动组件33的左右驱动件331动作驱使第二旋转驱动件332、刮削组件34和吸尘组件35整体向上移动，对U形缝的右侧竖边底端部进行刮削废旧材料，同时也避让喷头323的右移；上下驱动件321动作驱使喷头323向右运动将U形缝的底边喷涂完毕，第二次拐弯完毕；

S7.如图8所示，三轴滑动模组2带动整个机械手3向上移动，直至将U形缝的右侧竖边喷涂完毕，完成一个U形缝的处理；

S8、所有机构复位，重复操作将车厢侧壁上的所有U型缝依次处理完毕。

需要注意的是，运行过程中遇到挡筋或其他障碍物时，三轴滑动模组2驱使机械手3整体后退再前进以越过障碍物。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。

Claims (9)

1.一种货运列车自动喷涂机器人，其特征在于，包括固定支架（1）、三轴滑动模组（2）和机械手（3），所述固定支架（1）为龙门架，所述三轴滑动模组（2）包括上下直线模组（21）、左右直线模组（22）和前后直线模组（23），所述上下直线模组（21）设有两个，两个上下直线模组（21）的固定部对称固定在所述龙门架的两个立柱上，所述左右直线模组（22）的固定部两端分别与两个上下直线模组（21）的滑动部固定连接，所述前后直线模组（23）的固定部与所述左右直线模组（22）的滑动部固定连接，所述机械手（3）通过所述三轴滑动模组（2）安装在所述固定支架（1）上，所述机械手（3）包括：

第一联动组件（31），其包括第一旋转驱动件（311）和第一连接板（312），所述第一旋转驱动件（311）的固定部与所述前后直线模组（23）的滑动部固定连接，所述第一旋转驱动件（311）的旋转轴前后布置且前端与所述第一连接板（312）固定连接；

喷涂组件（32），其包括上下驱动件（321）、第一前后驱动件（322）和喷头（323），所述上下驱动件（321）的固定部与所述第一连接板（312）固定连接，所述第一前后驱动件（322）的固定部与所述上下驱动件（321）的滑动部下端固定连接，所述喷头（323）与所述第一前后驱动件（322）的滑动部前端固定连接；

第二联动组件（33），其包括左右驱动件（331）、第二旋转驱动件（332）和第二连接板（333），所述左右驱动件（331）的固定部与所述第一连接板（312）固定连接，所述左右驱动件（331）的滑动部处于左极限位置，且所述第二旋转驱动件（332）的固定部与所述左右驱动件（331）的滑动部左端固定连接，所述第二旋转驱动件（332）的旋转轴前后布置且前端与所述第二连接板（333）固定连接；

刮削组件（34），其包括第二前后驱动件（341）、第三旋转驱动件（342）和刮削头（343），所述第二前后驱动件（341）的固定部与所述第二连接板（333）固定连接，所述第三旋转驱动件（342）的固定部与所述第二前后驱动件（341）的滑动部前端固定连接，所述第三旋转驱动件（342）的旋转轴前后布置且前端与所述刮削头（343）固定连接，所述第三旋转驱动件（342）与第二旋转驱动件（332）同轴；

吸尘组件（35），其包括第三前后驱动件（351）和负压管（352），所述第三前后驱动件（351）的固定部与所述第二连接板（333）固定连接，所述负压管（352）前后方向布置，且所述负压管（352）的侧部与所述第三前后驱动件（351）的滑动部前端固定连接，所述喷头（323）、负压管（352）和刮削头（343）处于同一前后竖直面上且从上至下依次布置。

2.根据权利要求1所述的货运列车自动喷涂机器人，其特征在于，所述喷涂组件（32）还包括第一视觉检测组件，所述第一视觉检测组件安装在所述第一连接板（312）上且适于检测车厢侧门缝的位置。

3.根据权利要求2所述的货运列车自动喷涂机器人，其特征在于，所述第一视觉检测组件包括：

第一安装板（324），其沿左右平面布置且与所述第一旋转驱动件（311）的固定部固定连接；

第一镜头（325），其嵌装固定在所述第一安装板（324）上；

第四旋转驱动件（326），其固定部固定在所述第一安装板（324）的后方，所述第四旋转驱动件（326）的旋转轴前后布置且向前贯穿所述第一安装板（324）；

第一透明盖板（327），其平行于所述第一安装板（324）且与所述第四旋转驱动件（326）的旋转轴前端固定连接；

第一自清洁组件（328），其包括第一刀架（3281）和第一刮刀（3282），所述第一刀架（3281）固定在所述第一安装板（324）上且位于所述第一透明盖板（327）的前侧，所述第一刮刀（3282）安装在所述第一刀架（3281）上且适于刮除所述第一透明盖板（327）上的废料。

4.根据权利要求1所述的货运列车自动喷涂机器人，其特征在于，所述刮削组件（34）还包括第二视觉检测组件，所述第二视觉检测组件安装在所述第二前后驱动件（341）的滑动部前端上，所述第二视觉检测组件与所述刮削头（343）处于同一竖直面，且所述第二视觉检测组件位于所述刮削头（343）的下方以检测刮削头（343）运行前方的障碍物。

5.根据权利要求4所述的货运列车自动喷涂机器人，其特征在于，所述第二视觉检测组件包括：

第二安装板（344），其沿左右平面布置且与所述第二前后驱动件（341）的滑动部前端固定连接；

第二镜头（345），其嵌装固定在所述第二安装板（344）上；

第五旋转驱动件（346），其固定部固定在所述第二安装板（344）的后方，所述第五旋转驱动件（346）的旋转轴前后布置且向前贯穿所述第二安装板（344）；

第二透明盖板（347），其平行于所述第二安装板（344）且与所述第五旋转驱动件（346）的旋转轴前端固定连接；

第二自清洁组件（348），其包括第二刀架（3481）和第二刮刀（3482），所述第二刀架（3481）固定在所述第二安装板（344）上且位于所述第二透明盖板（347）的前侧，所述第二刮刀（3482）安装在所述第二刀架（3481）上且适于刮除所述第二透明盖板（347）上的废料。

6.根据权利要求1所述的货运列车自动喷涂机器人，其特征在于，还包括测距组件（36），所述测距组件（36）安装在所述第二连接板（333）上且适于检测其与车厢侧壁之间的距离。

7.根据权利要求6所述的货运列车自动喷涂机器人，其特征在于，所述测距组件（36）包括：

第四前后驱动件（361），其固定部与所述第二连接板（333）固定连接；

距离传感器（362），其安装在所述第四前后驱动件（361）的滑动部前端。

8.根据权利要求1所述的货运列车自动喷涂机器人，其特征在于，还包括工业相机（4），所述工业相机（4）安装在所述固定支架（1）上且适于检测列车运行状态。

9.根据权利要求1至8任一项所述的货运列车自动喷涂机器人，其特征在于，所述负压管（352）的前端设有适于安装清理配件的安装部（3521）。