一種噴涂大直徑管道內(nèi)壁的機(jī)械臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管道噴涂機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于大型管道和類似管道物體內(nèi)部的噴涂機(jī)械臂裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，噴涂機(jī)器人機(jī)構(gòu)種類繁多，以龍門(mén)式噴涂機(jī)構(gòu)和機(jī)械臂噴涂為主。
[0003]龍門(mén)式機(jī)構(gòu)噴涂用于噴涂物體外表面，龍門(mén)式機(jī)構(gòu)多以4-6個(gè)自由度為主，三個(gè)自由度分布在豎直方向、左右方向和前后方向，其余自由度分布在噴槍附近，用于調(diào)節(jié)噴槍的方向使噴槍能夠垂直在物體表面噴涂。龍門(mén)機(jī)構(gòu)可以完成柵欄噴涂路徑、阿基米德螺旋線路徑等，該機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是笨重。
[0004]機(jī)械臂噴涂一般為噴涂復(fù)雜結(jié)構(gòu)物體表面為主，采用一般機(jī)械臂，如ABB公司機(jī)械臂，在機(jī)械臂的末端增加噴槍和相應(yīng)的自由度。
[0005]前述兩者以噴涂管道外壁和其他物體外表面為主，用于管道或者類似管道結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面已不再適合。
[0006]因此需要設(shè)計(jì)一種噴涂機(jī)器人機(jī)械臂機(jī)構(gòu)，以滿足圓柱體或帶封頭圓柱體內(nèi)表面嗔涂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用大直徑管道內(nèi)壁噴涂的機(jī)械臂。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明型采用下述技術(shù)方案:具有四個(gè)自由度的機(jī)械臂。
[0009]—種噴涂大直徑管道內(nèi)壁的機(jī)械臂，主要包含機(jī)械臂支架A、機(jī)械臂關(guān)節(jié)B、機(jī)械臂空心連桿和噴槍D;
[0010]其中，機(jī)械臂關(guān)節(jié)B包含機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)和機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)，且機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)和機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)具有相同的機(jī)械結(jié)構(gòu);機(jī)械臂空心連桿包含機(jī)械臂第一空心連桿C1和機(jī)械臂第二空心連桿C2;
[0011]機(jī)械臂支架A的動(dòng)力輸出端與機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)一端連接，機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)另一端與機(jī)械臂第一空心連桿C1 一端連接，機(jī)械臂第一空心連桿C1另一端與機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)一端連接，機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)另一端與機(jī)械臂第二空心連桿C2—端連接，機(jī)械臂第二空心連桿C2另一端連接噴槍D。
[0012]機(jī)械臂支架A由機(jī)械臂上部支撐桿A1、機(jī)械臂右部支撐桿A4、機(jī)械臂左部支撐桿A2、機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)A3、機(jī)械臂后端支架A10、機(jī)械臂前端支架A8、機(jī)械臂前端上部支撐桿A9、機(jī)械臂前端右部支撐桿A6、機(jī)械臂前端左部支撐桿A5、機(jī)械臂支架電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸A7組成；機(jī)械臂后端支架A10和機(jī)械臂前端支架A8平行設(shè)置，且具有相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，均呈等邊三角形板狀構(gòu)造，等邊三角形板的三個(gè)角部分別整體設(shè)置有一個(gè)安裝孔;機(jī)械臂上部支撐桿A1、機(jī)械臂右部支撐桿A4和機(jī)械臂左部支撐桿A2平行設(shè)置于機(jī)械臂后端支架A10和機(jī)械臂前端支架A8的上述安裝孔中；
[0013]機(jī)械臂后端支架A10的等邊三角形板的中部具有安裝機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)A3的通孔；機(jī)械臂前端支架A8的等邊三角形板的中部具有安裝機(jī)械臂支架電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸A7的通孔;機(jī)械臂支架電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸A7—端與機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)A3相連，另一端從機(jī)械臂前端支架A8的等邊三角形板的中部通孔中伸出。
[0014]機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)和機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)具有相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，均包括機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架B3和機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架B12;機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架B3為U型結(jié)構(gòu)，中間段設(shè)有機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架連接孔B11，機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架連接孔Bl 1為通孔;機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架B12為封閉的箱體結(jié)構(gòu)，其遠(yuǎn)離機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架B3的端面上設(shè)有機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架連接孔B13，機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架連接孔B13為通孔。
[0015]機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)和機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)均還包括:機(jī)械臂關(guān)節(jié)大皮帶輪B1、機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸B2、機(jī)械臂關(guān)節(jié)豎直方向錐齒輪B4、機(jī)械臂關(guān)節(jié)水平錐齒輪B5、機(jī)械臂關(guān)節(jié)電機(jī)支架B6、機(jī)械臂關(guān)節(jié)電機(jī)B7、機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度傳感器B8、機(jī)械臂關(guān)節(jié)小皮帶輪B9、機(jī)械臂關(guān)節(jié)皮帶B10;
[0016]其中，機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸B2兩端可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架B3的U型結(jié)構(gòu)的兩臂上;機(jī)械臂關(guān)節(jié)大皮帶輪B1和機(jī)械臂關(guān)節(jié)豎直方向錐齒輪B4分別固定安裝在機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸B2的左右兩端，且均位于機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架B3內(nèi)；
[0017]機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架B12與機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸B2固定連接，機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架B12能夠隨機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸B2轉(zhuǎn)動(dòng);機(jī)械臂關(guān)節(jié)電機(jī)支架B6固定安裝在機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架B12內(nèi)部;機(jī)械臂關(guān)節(jié)電機(jī)支架B6上開(kāi)設(shè)用于安裝機(jī)械臂關(guān)節(jié)電機(jī)B7的通孔，機(jī)械臂關(guān)節(jié)電機(jī)支架B6的輸出軸伸出該通孔并連接有機(jī)械臂關(guān)節(jié)水平錐齒輪B5;機(jī)械臂關(guān)節(jié)水平錐齒輪B5與機(jī)械臂關(guān)節(jié)豎直方向錐齒輪B4嚙合；
[0018]機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度傳感器B8固定安裝在機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架B12內(nèi)部;機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度傳感器B8的輸入軸上固定安裝有機(jī)械臂關(guān)節(jié)小皮帶輪B9;機(jī)械臂關(guān)節(jié)小皮帶輪B9通過(guò)機(jī)械臂關(guān)節(jié)皮帶B10與機(jī)械臂關(guān)節(jié)大皮帶輪B1連接。
[0019]進(jìn)一步地，機(jī)械臂支架電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸A7和機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)上的機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架連接孔B11相連，機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)上的機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架連接孔B13與機(jī)械臂第一空心連桿C1相連，機(jī)械臂第一空心連桿C1另一端與機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)的機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架連接孔B11相連，機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)的機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架連接孔B13與機(jī)械臂第二空心連桿C2—端相連，機(jī)械臂第二空心連桿C2另一端與噴槍D相連。
[0020]進(jìn)一步地，以上連接均為固定連接。優(yōu)選地，機(jī)械臂支架電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸A7端、機(jī)械臂第一空心連桿C1兩端、機(jī)械臂第二空心連桿C2—端具有安裝法蘭。
[0021]本發(fā)明的有益效果
[0022]本發(fā)明的一種噴涂大直徑管道內(nèi)壁的機(jī)械臂，主要包括機(jī)械臂支架、機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)和噴槍。采用以上技術(shù)方案，機(jī)械臂支架可以固定在任意移動(dòng)平臺(tái)上，機(jī)械臂支架、機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)和機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)配合工作，能夠?qū)崿F(xiàn)噴槍四個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)和定位，可以適應(yīng)不同的直徑的管道及不規(guī)則作業(yè)面。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作靈活，噴涂作業(yè)無(wú)盲點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0024]圖1是本發(fā)明機(jī)械臂的立體視圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的機(jī)械臂支架的立體視圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)的內(nèi)部立體視圖。
[0027]圖4是本發(fā)明的機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)、機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)的立體視圖。
[0028]圖中各標(biāo)記如下:機(jī)械臂上部支撐桿A1、機(jī)械臂右部支撐桿A4、機(jī)械臂左部支撐桿A2、機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)A3、機(jī)械臂后端支架A10、機(jī)械臂前端支架A8、機(jī)械臂前端上部支撐桿A9、機(jī)械臂前端右部支撐桿A6、機(jī)械臂前端左部支撐桿A5、機(jī)械臂支架電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸A7、機(jī)械臂關(guān)節(jié)大皮帶輪B1、機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸B2、機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架B3、機(jī)械臂關(guān)節(jié)豎直方向錐齒輪B4、機(jī)械臂關(guān)節(jié)水平錐齒輪B5、機(jī)械臂關(guān)節(jié)電機(jī)支架B6、機(jī)械臂關(guān)節(jié)電機(jī)B7、機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度傳感器B8、機(jī)械臂關(guān)節(jié)小皮帶輪B9、機(jī)械臂關(guān)節(jié)皮帶B10、機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架連接孔B11、機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架B12、機(jī)械臂關(guān)節(jié)前端支架連接孔B13、機(jī)械臂第一空心連桿C1、機(jī)械臂第二空心連桿C2、噴槍D。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明型，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說(shuō)明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明型的保護(hù)范圍。
[0030]如附圖1所示，本發(fā)明的一種噴涂大直徑管道內(nèi)壁的機(jī)械臂，主要包含機(jī)械臂支架A、機(jī)械臂關(guān)節(jié)B、機(jī)械臂空心連桿和噴槍D。
[0031]其中，機(jī)械臂關(guān)節(jié)B包含機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)和機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)，且機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)和機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)具有相同的機(jī)械結(jié)構(gòu);機(jī)械臂空心連桿包含機(jī)械臂第一空心連桿C1和機(jī)械臂第二空心連桿C2。
[0032]機(jī)械臂支架A的動(dòng)力輸出端與機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)一端連接，機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)另一端與機(jī)械臂第一空心連桿C1 一端連接，機(jī)械臂第一空心連桿C1另一端與機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)一端連接，機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)另一端與機(jī)械臂第二空心連桿C2—端連接，機(jī)械臂第二空心連桿C2另一端連接噴槍D。
[0033]如附圖2所示，機(jī)械臂后端支架A10和機(jī)械臂前端支架A8平行設(shè)置，且具有相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，均呈等邊三角形板狀構(gòu)造，等邊三角形板的三個(gè)角部分別整體設(shè)置有一個(gè)安裝孔。機(jī)械臂上部支撐桿A1、機(jī)械臂右部支撐桿A4和機(jī)械臂左部支撐桿A2平行設(shè)置于機(jī)械臂后端支架A10和機(jī)械臂前端支架A8的上述安裝孔中。
[0034]其中，機(jī)械臂后端支架A10的等邊三角形板的中部具有安裝機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)A3的通孔。機(jī)械臂前端支架A8的等邊三角形板的中部具有安裝機(jī)械臂支架電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸A7的通孔。優(yōu)選地，機(jī)械臂前端支架A8的等邊三角形板的中部通孔中設(shè)置支撐機(jī)械臂支架電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸A7的軸承(未圖示)。機(jī)械臂支架電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸A7—端與機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)A3相連，另一端從機(jī)械臂前端支架A8的等邊三角形板的中部通孔中伸出。優(yōu)選地，機(jī)械臂支架電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸A7與機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)A3通過(guò)聯(lián)軸器相連。
[0035]又如圖2所示，位于平行設(shè)置的機(jī)械臂后端支架A10和機(jī)械臂前端支架A8之間的機(jī)械臂上部支撐桿A1、機(jī)械臂右部支撐桿A4和機(jī)械臂左部支撐桿A2的部分，分別標(biāo)示為機(jī)械臂前端上部支撐桿A9、機(jī)械臂前端右部支撐桿A6和機(jī)械臂前端左部支撐桿A5。
[0036]本發(fā)明的機(jī)械臂第一關(guān)節(jié)和機(jī)械臂第二關(guān)節(jié)具有相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，如附圖3和4所示，任一機(jī)械臂關(guān)節(jié)均包括機(jī)械臂關(guān)節(jié)后端支架B3和機(jī)械