一種五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種靈活性強(qiáng)、高柔性、工作空間大的五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，該五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人包括基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元和末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元兩個部分?；A(chǔ)串聯(lián)運動單元具有三個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度，基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元由機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，機(jī)身升降導(dǎo)軌移動關(guān)節(jié)，水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)以及與水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)正交的姿態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)組成；末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元具有由兩個移動自由度，該裝置具有易于制造，方便控制，容易實現(xiàn)模塊化等特點。
【專利說明】一種五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械制造設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種具有高靈活度、大柔性的五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，噴涂機(jī)器人已成為一種應(yīng)用最為廣泛的工業(yè)機(jī)器人。中國作為世界范圍內(nèi)最重要的制造基地之一，正逐步從制造大國步入制造強(qiáng)國，市場對噴涂機(jī)器人的需求也隨著制造業(yè)的發(fā)展日益增大，特別是隨著我國汽車、飛機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展，機(jī)器人噴涂已成為提高生產(chǎn)效率，保證生成質(zhì)量的重要技術(shù)。機(jī)器人噴涂在國外已有三十多年的研究和發(fā)展歷史，在世界發(fā)達(dá)國家噴涂機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。國外著名的噴涂機(jī)器人廠家主要有瑞典的ABB、德國的Dilrr (杜爾)與EISANMANN(艾森曼)、日本的安川等。此外，德國的KUKA公司、日本的FANUC公司以及美國的ADEPT公司均有生產(chǎn)噴涂機(jī)器人，國外還有一些小型企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)了靜電粉末噴涂機(jī)器人，在噴涂機(jī)器人研發(fā)以及噴涂技術(shù)方面都具有豐富的經(jīng)驗。
[0003]國內(nèi)噴涂機(jī)器人的研制始于上世紀(jì)七十年代，起初國內(nèi)對噴涂機(jī)器人的研究大多以對國外噴涂機(jī)器人的應(yīng)用經(jīng)驗為基礎(chǔ)，集中于研發(fā)周邊技術(shù)和配套設(shè)施以便于更高效的應(yīng)用噴涂機(jī)器人。近年來伴隨著國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)(如汽車制造業(yè)和飛機(jī)制造業(yè))的迅速發(fā)展，國內(nèi)許多汽車廠家和制造業(yè)公司也正在研發(fā)適合自己企業(yè)的噴涂機(jī)器人。由此展開噴涂機(jī)器人機(jī)械本體的創(chuàng)新研究和機(jī)構(gòu)的原始創(chuàng)新，對擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，提高企業(yè)競爭力顯得尤為重要。
[0004]汽車制造作為制造業(yè)發(fā)展中的重點，在國家大力扶持下得到了長足的發(fā)展，國內(nèi)汽車產(chǎn)量也在大幅提升，因而對與汽車制造相關(guān)的裝備和技術(shù)提出了更高要求。汽車制造主要由沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝組成，涂裝工藝涉及機(jī)械、電氣、化工、環(huán)保等諸多科技技術(shù)，占四大工藝投資額40%以上，是汽車制造業(yè)的關(guān)鍵工藝。噴涂是汽車制造中最主要的生產(chǎn)工藝之一，它不僅能夠提高汽車產(chǎn)品的耐蝕性，延長汽車使用壽命，它還最直接地體現(xiàn)了汽車外表面顏色、光澤和亮度質(zhì)量的優(yōu)劣，是人們對汽車質(zhì)量最直觀的評價，因而對汽車市場競爭力有著最直接的影響。決定噴涂質(zhì)量最重要的因素是噴涂機(jī)器人，噴涂機(jī)器人的噴涂質(zhì)量較人工噴涂和往復(fù)機(jī)噴涂的效果有明顯提升，噴涂效率高，噴涂表面質(zhì)量穩(wěn)定，工人勞動條件好，能降低動力消耗，幾乎受到了所有規(guī)?；髽I(yè)的涂裝線的青睞。噴涂機(jī)器人有如下優(yōu)點:
[0005]1.軌跡靈活，可完成車身內(nèi)表面和外表面的噴涂任務(wù)，仿形噴涂軌跡精確，提高了涂膜的均勻性，降低過噴涂量和清洗溶劑的用量，提高材料的利用率，對環(huán)境保護(hù)也起到了一定的作用；
[0006]2.柔性大，工作范圍大，可現(xiàn)實多規(guī)格車型的混線噴涂生產(chǎn)，如轎車、旅行車、皮卡等車身混線噴涂生產(chǎn)；
[0007]3.易操作和維護(hù)，可離線編程，大大縮短現(xiàn)場調(diào)試時間，模塊化的設(shè)計可實現(xiàn)快速安裝和更換元器件，極大地縮短維修時間；
[0008]4.設(shè)備利用率高，往復(fù)式自動噴涂機(jī)利用率一般僅為40% -60%，而噴涂機(jī)器人的利用率可達(dá)90% -95%。
[0009]然而，隨著我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展，市場對汽車產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都提出了更高的要求，現(xiàn)有自動噴涂機(jī)大多存在噴涂效率低、柔性較低、噴涂軌跡單一化、靈活性低、浪費油漆等缺點，已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前汽車生產(chǎn)的柔性化的訂單生產(chǎn)模式，嚴(yán)重制約了當(dāng)前汽車工業(yè)的發(fā)展。雖然，目前已有部分發(fā)明專利也提供了一些噴涂機(jī)器人的機(jī)構(gòu)形式和實例，但不可否認(rèn)這些專利所提供的噴涂機(jī)器人也或多或少存在靈活性較差和柔性不足的缺點。因此，研發(fā)新的高靈活性，高柔度，高效率的噴涂機(jī)器人已顯得尤為重要，對提高國家制造業(yè)水平有著深遠(yuǎn)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，以適應(yīng)涂裝生產(chǎn)線對噴涂機(jī)器人大柔性化、高靈活度和自動化水平高的需求。
[0011]本發(fā)明提供一種五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，其特征在于該噴涂機(jī)器人包括基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元和末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元兩個部分，所述基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元由機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、機(jī)身升降導(dǎo)軌移動關(guān)節(jié)、水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和姿態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)四部分組成，通過所述機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動擴(kuò)大噴涂機(jī)器人在同一水平面內(nèi)的噴涂范圍，通過機(jī)身升降導(dǎo)軌移動關(guān)節(jié)在豎直方向的升降運動擴(kuò)大機(jī)器人在豎直方向的噴涂范圍，通過水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和姿態(tài)調(diào)整關(guān)節(jié)的機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運動調(diào)整噴槍在空間范圍的姿態(tài)，從而適應(yīng)不同曲面工件的噴涂；所述末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元為三組平行四邊形機(jī)構(gòu)所組成的平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，能夠保持并聯(lián)動平臺姿態(tài)，所述平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有兩個移動自由度。
[0012]本發(fā)明提供一種五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，所述機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包含轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)、小同步帶輪、大同步帶輪和具有階梯軸的圓柱形轉(zhuǎn)臺；所述機(jī)身升降導(dǎo)軌移動關(guān)節(jié)包含線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)、聯(lián)軸器、弧形支座、線性導(dǎo)軌和線性滑塊；所述水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包含小U形轉(zhuǎn)動座、大U形座和小U形轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)；所述姿態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包含轉(zhuǎn)動座、小U形轉(zhuǎn)動座和轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)，機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)正交，水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與姿態(tài)調(diào)整關(guān)節(jié)正交。
[0013]本發(fā)明提供一種五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，所述基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元的三個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度，分別由轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)、小U形轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)、轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)和線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)獨立驅(qū)動完成。
[0014]本發(fā)明提供一種五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，所述的末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元具體為，大臂驅(qū)動電機(jī)和曲柄驅(qū)動電機(jī)分別通緊固在轉(zhuǎn)動座的兩側(cè)，大臂通過軸承與轉(zhuǎn)動座配合形成轉(zhuǎn)動副，并由大臂驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動；曲柄通過平鍵與曲柄驅(qū)動電機(jī)連接，并由曲柄驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動；轉(zhuǎn)動座的耳形連桿通過軸承與大臂連桿配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，彎曲連桿的一端通過軸承和曲柄配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，彎曲連桿的另一端通過軸承與小臂配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，三角連桿的鈍角處的圓孔通過軸承與大臂配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，另外兩個頂角處的圓孔分別通過軸承與大臂連桿和小臂連桿配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，小臂的中部圓孔通過軸承與大臂配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，并與三角連桿和大臂所形成的轉(zhuǎn)動副同軸，小臂的長臂末端通過軸承與動平臺的耳形連桿配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，小臂連桿一端通過軸承與三角連桿配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，另一端則通過軸承與動平臺的豎直連桿配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)點在于:通過豎直轉(zhuǎn)臺的圓周轉(zhuǎn)動和豎直導(dǎo)軌的升降，大大增加了裝置的運動范圍，提高了其柔性度，基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元中三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)配合運動，可實現(xiàn)多姿態(tài)下的噴涂任務(wù)，提高了裝置的靈活性，且該五自由度混聯(lián)噴涂在運動空間內(nèi)具有冗余自由度，能實現(xiàn)對大多數(shù)待噴涂部件或整機(jī)的噴涂作業(yè)，應(yīng)用場合廣泛。此外，該五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人的末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元具有保持噴槍姿態(tài)功能，可使得并聯(lián)機(jī)構(gòu)運動與基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元的運動實現(xiàn)解耦控制。綜上，該五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，模塊化結(jié)構(gòu)特點明顯，制造相對容易，控制方便，噴涂范圍大，靈活高，柔性大，具有重大工程應(yīng)用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述的五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人整體示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明所述的五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人側(cè)向噴涂示意圖。
[0018]圖中:1-底座外殼、2-底座底盤、3-小同步帶輪、4-轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)、5-大同步帶輪、6-轉(zhuǎn)臺、7-連接筒，8-線槽、9-線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)、10-聯(lián)軸器、11-支撐板、12-光軸支座、13-線性滑塊、14-線性導(dǎo)軌、15-弧形支座、16-蓋板、17-密封外殼、18-噴槍、19-動平臺、20-小臂、21-小臂連桿、22-三角連桿、23-大臂、24-大臂連桿、25-彎曲連桿、26-曲柄驅(qū)動電機(jī)、27-曲柄、28-轉(zhuǎn)動座、29-大臂驅(qū)動電機(jī)、30-小U形轉(zhuǎn)動座、31-轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)、32-小U形轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)、33-大U形座、34-光軸、35-絲桿。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明的五自由度混聯(lián)噴涂的附圖及實施細(xì)則說明如下:
[0020]本發(fā)明的技術(shù)方案通過圖1和圖2所示的實施例進(jìn)行說明和例證。
[0021]本發(fā)明所述的五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人包括基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元和末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元兩部分。
[0022]所述基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元由機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、機(jī)身升降導(dǎo)軌移動關(guān)節(jié)、水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和姿態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)四部分組成。所述機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包含轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)4、小同步帶輪3、大同步帶輪5和具有階梯軸的圓柱形轉(zhuǎn)臺6。所述機(jī)身升降導(dǎo)軌移動關(guān)節(jié)包含線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)9、聯(lián)軸器10、弧形支座15、線性導(dǎo)軌14和線性滑塊13。所述水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包含小U形轉(zhuǎn)動座30、大U形座33和小U形轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)32。所述姿態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包含轉(zhuǎn)動座28、小U形轉(zhuǎn)動座30和轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)31，機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)正交，水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與姿態(tài)調(diào)整關(guān)節(jié)正交?；A(chǔ)串聯(lián)運動單元各零部件的連接關(guān)系及作用分別如下:
[0023]底座外殼I通過螺栓與大地緊固，穩(wěn)固機(jī)器人本體并支撐機(jī)器人上部所有零部件。轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)4通過螺栓與底座外殼I緊固，轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)4的電機(jī)軸通過普通平鍵與小同步帶輪3連接。轉(zhuǎn)臺6為一具有階梯軸的圓柱轉(zhuǎn)臺，階梯軸大軸處通過軸承與底座外殼I上部中心處的圓孔配合，轉(zhuǎn)臺6的小軸處通過普通平鍵與大同步帶輪5連接。轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)4驅(qū)動小同步帶輪3,并通過同步帶驅(qū)動大同步帶輪5,從而使得與大同步帶輪5連接的轉(zhuǎn)臺6獲得轉(zhuǎn)動力矩。底座底盤2通過止口和螺栓與底座外殼I配合，將小同步帶輪3、大同步帶輪5等傳動機(jī)構(gòu)封裝于底座外殼I內(nèi)。轉(zhuǎn)臺6通過螺栓與連接筒7緊固連接，線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)9通過螺栓緊固于連接筒7內(nèi)，線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)9的電機(jī)軸穿過連接筒7上端面中心的圓孔并與聯(lián)軸器10連接，聯(lián)軸器10另一端連接光軸34。槽8通過機(jī)械螺釘與底座外殼I的上端面緊固，連接筒7的圓柱側(cè)壁上開有長圓孔，線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)9的纜線穿過長圓孔布置在線槽8內(nèi)?；⌒沃ё?5通過螺栓與連接筒7緊固連接，弧形支座15的兩豎直側(cè)壁上通過螺栓緊固著線性導(dǎo)軌14。兩弧形支座15左右兩側(cè)各布置一條線性導(dǎo)軌14，共計四條。每條線性導(dǎo)軌14上都布置有與之配合的線性滑塊13。四個線性滑塊通過螺栓連接通過托舉著支撐板11。支撐板11的中部開有螺紋通孔并與絲桿35配合形成螺旋副，支撐板11上端面左右側(cè)通過螺栓與光軸支座12緊固連接。光軸支座12則通過內(nèi)圓柱表面以及緊定螺釘與光軸33連接，兩光軸支座12 (其中一光軸支座12被遮擋)各自與一光軸34連接(其中一光軸34被遮擋)。蓋板16通過螺栓與弧形支座15緊固連接，蓋板16中心圓孔通過軸承與絲桿35圓軸處配合，蓋板16起到保持弧形支座15剛度和定位絲桿35的作用。封閉外殼17通過螺栓與連接筒7上端面緊固，封閉外殼17上端面開有兩圓孔并分別與光軸34光滑配合形成移動副。封閉外殼17對光軸34起到約束導(dǎo)向作用，并將噴涂機(jī)器人升降機(jī)構(gòu)及零部件封住在其內(nèi)部。光軸34上部圓形大端面通過螺栓與大U形座33緊固連接。大U形座33與小U形轉(zhuǎn)動形座30通過兩側(cè)的軸承配合形成轉(zhuǎn)動畐IJ，并由安裝于大U形座33右側(cè)的小U形轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)32驅(qū)動。轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)31通過螺栓連接緊固于小U形轉(zhuǎn)動座30下表面，轉(zhuǎn)動座28通過軸承與小U形轉(zhuǎn)動座30形成轉(zhuǎn)動副，并由轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)31驅(qū)動?；A(chǔ)串聯(lián)運動單元的三個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度，分別由轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)4、小U形轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)32、轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)31和線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)9獨立驅(qū)動完成。
[0024]在末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元中各零部件的連接關(guān)系如下。
[0025]大臂驅(qū)動電機(jī)29和曲柄驅(qū)動電機(jī)26分別通過螺栓緊固在轉(zhuǎn)動座28的兩側(cè)。大臂23通過軸承與轉(zhuǎn)動座28配合形成轉(zhuǎn)動副，并由大臂驅(qū)動電機(jī)29驅(qū)動。曲柄27通過普通平鍵與曲柄驅(qū)動電機(jī)26連接，并由曲柄驅(qū)動電機(jī)26驅(qū)動。轉(zhuǎn)動座28的耳形連桿通過軸承與大臂連桿24配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副。彎曲連桿25通過軸承和曲柄27配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，彎曲連桿25的另一端通過軸承與小臂20配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副。三角連桿22的鈍角處的圓孔通過軸承與大臂23配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，另外兩個頂角處的圓孔分別通過軸承與大臂連桿24和小臂連桿21配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副。小臂20的中部圓孔通過軸承與大臂23配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，并與三角連桿22和大臂23所形成的轉(zhuǎn)動副同軸，小臂20的長臂末端通過軸承與動平臺19的耳形連桿配合連接形成被動轉(zhuǎn)動畐IJ。小臂連桿21 —端通過軸承與三角連桿22配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，另一端則通過軸承與動平臺19的豎直連桿配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副。噴槍18與動平臺19的圓孔配合，從而被緊固與動平臺19上。末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元具有兩個移動自由度，由大臂驅(qū)動電機(jī)29和曲柄驅(qū)動電機(jī)26配合完成。
[0026]在本發(fā)明中，末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元具有保持噴槍姿態(tài)的功能，在噴涂作業(yè)工程中大臂驅(qū)動電機(jī)29和曲柄驅(qū)動電機(jī)26配合可實現(xiàn)噴槍在同一水平面內(nèi)的往復(fù)移動。轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)4驅(qū)動機(jī)器人機(jī)身轉(zhuǎn)動，可擴(kuò)大噴槍在平面內(nèi)的作業(yè)范圍。線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)9驅(qū)動機(jī)器人機(jī)身上下升降，可增大噴槍在豎直方向的噴涂作業(yè)范圍。小U形轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)32驅(qū)動小U形轉(zhuǎn)動座30，轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)31驅(qū)動轉(zhuǎn)動座28，兩者配合用以調(diào)整噴槍的姿態(tài)，從而適應(yīng)不同曲面的噴涂。
[0027]本發(fā)明以一典型實施例進(jìn)行了說明，但是可以理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不超出本發(fā)明范圍的情況下，可對轉(zhuǎn)臺和豎直導(dǎo)軌的相對位置關(guān)系進(jìn)行變化，或?qū)⒄麄€噴涂裝置進(jìn)行90°方位倒置等顯而易見的變化和修改，以用來適應(yīng)不同形狀和規(guī)格的待噴涂部件或整機(jī)的噴涂作業(yè)環(huán)境。
【權(quán)利要求】
1.一種五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，其特征在于該噴涂機(jī)器人包括基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元和末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元兩個部分，所述基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元由機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、機(jī)身升降導(dǎo)軌移動關(guān)節(jié)、水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和姿態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)四部分組成，通過所述機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動擴(kuò)大噴涂機(jī)器人在同一水平面內(nèi)的噴涂范圍，通過機(jī)身升降導(dǎo)軌移動關(guān)節(jié)在豎直方向的升降運動擴(kuò)大機(jī)器人在豎直方向的噴涂范圍，通過水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和姿態(tài)調(diào)整關(guān)節(jié)的機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運動調(diào)整噴槍在空間范圍的姿態(tài)，從而適應(yīng)不同曲面工件的噴涂；所述末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元為三組平行四邊形機(jī)構(gòu)所組成的平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，使其能夠保持并聯(lián)動平臺姿態(tài)，所述平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有兩個移動自由度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，所述機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包含轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)(4)、小同步帶輪(3)、大同步帶輪(5)和具有階梯軸的圓柱形轉(zhuǎn)臺￠);所述機(jī)身升降導(dǎo)軌移動關(guān)節(jié)包含線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)(9)、聯(lián)軸器(10)、弧形支座(15)、線性導(dǎo)軌(14)和線性滑塊(13);所述水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包含小U形轉(zhuǎn)動座(30)、大U形座(33)和小U形轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)(32);所述姿態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包含轉(zhuǎn)動座(28)、小U形轉(zhuǎn)動座(30)和轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)(31)，機(jī)身豎直轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)正交，水平轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與姿態(tài)調(diào)整關(guān)節(jié)正交。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，所述基礎(chǔ)串聯(lián)運動單元的三個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度，分別由轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)(4)、小U形轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)(32)、轉(zhuǎn)動座驅(qū)動電機(jī)(31)和線性導(dǎo)軌驅(qū)動電機(jī)(9)獨立驅(qū)動完成。
4.根據(jù)權(quán)利要 求1或2所述的五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，所述的末端并聯(lián)噴涂作業(yè)單元具體為，大臂驅(qū)動電機(jī)(29)和曲柄驅(qū)動電機(jī)(26)分別通緊固在轉(zhuǎn)動座(28)的兩側(cè)，大臂(23)通過軸承與轉(zhuǎn)動座(28)配合形成轉(zhuǎn)動副，并由大臂驅(qū)動電機(jī)(29)驅(qū)動；曲柄(27)通過平鍵與曲柄驅(qū)動電機(jī)(26)連接，并由曲柄驅(qū)動電機(jī)(26)驅(qū)動；轉(zhuǎn)動座(28)的耳形連桿通過軸承與大臂連桿(24)配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，彎曲連桿(25)的一端通過軸承和曲柄(27)配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，彎曲連桿(25)的另一端通過軸承與小臂(20)配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，三角連桿(22)的鈍角處的圓孔通過軸承與大臂(23)配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，另外兩個頂角處的圓孔分別通過軸承與大臂連桿(24)和小臂連桿(21)配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，小臂(20)的中部圓孔通過軸承與大臂(23)配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，并與三角連桿(22)和大臂(23)所形成的轉(zhuǎn)動副同軸，小臂(20)的長臂末端通過軸承與動平臺(19)的耳形連桿配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，小臂連桿(21) —端通過軸承與三角連桿(22)配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副，另一端則通過軸承與動平臺(19)的豎直連桿配合連接形成被動轉(zhuǎn)動副。
【文檔編號】B05B15/10GK103433168SQ201310405357
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】仇云杰, 劉辛軍, 李 杰, 王國連, 張葛林, 丁峰, 張成萍 申請人:江蘇長虹智能裝備集團(tuán)有限公司