一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人，該噴涂機(jī)器人包括腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及機(jī)架。本發(fā)明所有電機(jī)均可安裝在機(jī)架上，通過(guò)控制雙主動(dòng)桿、第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿及噴槍基座回轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在工作空間的回轉(zhuǎn)，本發(fā)明桿件可制成輕桿，機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能好、性能穩(wěn)定、可靠性好，能滿足高速高精度噴涂要求；且具有工作空間大，靈活度高，控制方便，加工簡(jiǎn)單，工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，不僅適應(yīng)于小型普通噴涂作業(yè)，還可用于大型或重型結(jié)構(gòu)噴涂作業(yè)。
【專利說(shuō)明】一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，具體是一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]噴涂機(jī)器人是一種進(jìn)行噴涂作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，能夠代替人工，環(huán)保、高效的完成各種噴涂作業(yè)，廣泛應(yīng)用于汽車車身噴涂等領(lǐng)域，已成為市場(chǎng)上應(yīng)用最多的工業(yè)機(jī)器人之一?，F(xiàn)有的噴涂機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有平行四邊形結(jié)構(gòu)和側(cè)置式或擺式結(jié)構(gòu)兩種形式，因其具有相對(duì)較大工作空間和較為靈活的動(dòng)作得到了廣泛應(yīng)用。但這類傳統(tǒng)開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)噴涂機(jī)器人機(jī)構(gòu)隨著工業(yè)的發(fā)展，工作空間和靈活度逐漸難以滿足生產(chǎn)的需求，并且因其自身結(jié)構(gòu)的限制，電機(jī)都需要安裝在連接處，導(dǎo)致手臂重量大、剛性差、慣量大等問(wèn)題，機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能差，難以滿足日益嚴(yán)格的高速高精度及大型噴涂作業(yè)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人，解決傳統(tǒng)開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)噴涂機(jī)器人機(jī)構(gòu)工作空間和靈活度不夠大，且電機(jī)都需要安裝在連接處，導(dǎo)致手臂重量大、剛性差、慣量大，機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能差等問(wèn)題，滿足高速高精度噴涂要求，不僅適應(yīng)于小型普通噴涂作業(yè)，還可用于大型或重型結(jié)構(gòu)噴涂作業(yè)。
[0004]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人，包括腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及機(jī)架。
[0005]所述腰升降機(jī)構(gòu)包括雙主動(dòng)桿、第一連桿、第二連桿及腰桿。雙主動(dòng)桿通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副和第二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)架上，雙主動(dòng)桿一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿相連，第一連桿通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與腰桿相連，雙主動(dòng)桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿相連，第二連桿通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與腰桿相連，腰桿通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副和第八轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在機(jī)架上。通過(guò)所述雙主動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)可控制腰桿在空間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述雙主動(dòng)桿和腰桿優(yōu)選為各自兩翼?xiàng)U長(zhǎng)相等的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述雙主動(dòng)桿可由安裝在機(jī)架上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0006]所述肩升降機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿、第三連桿、第四連桿、肩輸入桿、銷及肩輸出桿。第一主動(dòng)桿通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在機(jī)架上，第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿連接，另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接，第三連桿和第四連桿分別通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與肩輸入桿相連，肩輸入桿通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在腰桿上，肩輸出桿通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在腰桿上。所述肩輸入桿通過(guò)銷與肩輸出桿連接，使肩輸入桿、銷和肩輸出桿合并成為肩桿，三者視為一個(gè)構(gòu)件共同運(yùn)動(dòng)，不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種設(shè)計(jì)目的在于方便加工和裝卸，其中銷可做成空心或?qū)嵭?。所述第三連桿和第四連桿優(yōu)選為長(zhǎng)度尺寸相等的兩桿。從而使第一主動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)可以同步的專遞給肩桿，使控制簡(jiǎn)單化，并且減少生產(chǎn)成本。通過(guò)第一主動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)可控制肩桿在空間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]所述肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第二主動(dòng)桿、傳動(dòng)桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿及肘桿。第二主動(dòng)桿通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在機(jī)架上。第二主動(dòng)桿一端通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿連接，另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿連接，第五連桿和第六連桿分別通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與傳動(dòng)桿相連，傳動(dòng)桿通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在腰桿上，同時(shí)傳動(dòng)桿兩端分別通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第七連桿和第八連桿相連。第七連桿和第八連桿另外一端通過(guò)第十九轉(zhuǎn)動(dòng)副和第二十轉(zhuǎn)動(dòng)副與肘桿相連。第二主動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)通過(guò)第五連桿和第六連桿傳遞給傳動(dòng)桿，傳動(dòng)桿通過(guò)第七連桿和第八連桿進(jìn)而控制肘桿，從而實(shí)現(xiàn)肘桿在空間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，第五連桿和第六連桿優(yōu)選為長(zhǎng)度尺寸相等的兩桿，第七連桿和第八連桿優(yōu)選為長(zhǎng)度尺寸相等的兩桿。這樣對(duì)應(yīng)兩連桿相等的長(zhǎng)度尺寸，可以保證第二主動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)的等速傳遞，方便控制肘桿的運(yùn)動(dòng)且降低生產(chǎn)加工成本。
[0008]所述噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括噴槍基座及噴槍，噴槍基座通過(guò)第二十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與肘桿相連，噴槍安裝在噴槍基座上。噴槍基座的運(yùn)動(dòng)可控制噴槍在空間的回轉(zhuǎn)。其中電機(jī)可安裝在噴槍基座上或安裝在機(jī)架上亦或根據(jù)工作要求不安裝電機(jī)，使噴槍基座固定在肘桿上。
[0009]通過(guò)安裝在機(jī)架上的電機(jī)可分別驅(qū)動(dòng)所述雙主動(dòng)桿、第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿和噴槍基座的回轉(zhuǎn)，從而控制腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)按工作要求的回轉(zhuǎn)，根據(jù)工作需求實(shí)現(xiàn)噴槍在工作空間內(nèi)的靈活運(yùn)動(dòng)，完成噴涂作業(yè)。
[0010]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011]1、機(jī)器人工作空間大，靈活度高；
[0012]2、所有電機(jī)均可安裝在機(jī)架上，改善了各桿件的受力情況，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好，能較好滿足高速高精度噴涂的要求；
[0013]3、采用連桿和轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且桿件可做成輕桿易于分解運(yùn)輸及安裝，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單，不僅適用于小型普通噴涂作業(yè)，還可用于重型或大型結(jié)構(gòu)噴涂作業(yè)；
[0014]4、采用優(yōu)選尺寸后，控制簡(jiǎn)單。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的立體圖。
[0016]圖2為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的腰升降機(jī)構(gòu)第一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的腰升降機(jī)構(gòu)第二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的肩升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明所述一種 并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的腰桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖8為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的雙主動(dòng)桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的肩桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖10為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿和傳動(dòng)桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖11為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的肘桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖12為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的側(cè)視圖。
[0027]圖13為本發(fā)明所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人的后視圖。
【具體實(shí)施方式】[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作說(shuō)明:
[0029]對(duì)照?qǐng)D1-圖13，所述一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人包括:腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及機(jī)架I。實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)器人工作空間任意靈活運(yùn)動(dòng)。
[0030]對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖7和圖8，所述腰升降機(jī)構(gòu)由雙主動(dòng)桿4、第一連桿6、第二連桿10及腰桿8組成。雙主動(dòng)桿4通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2和第二轉(zhuǎn)動(dòng)副13連接在機(jī)架I上，雙主動(dòng)桿4 一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副5與第一連桿6相連，第一連桿6通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副7與腰桿8相連，雙主動(dòng)桿4另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副11與第二連桿10相連，第二連桿10通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副9與腰桿8相連，腰桿8通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副3和第八轉(zhuǎn)動(dòng)副12安裝在機(jī)架I上。通過(guò)所述雙主動(dòng)桿4的運(yùn)動(dòng)可控制腰桿8在空間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0031]對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖4、圖7、圖9和圖10，所述肩升降機(jī)構(gòu)由第一主動(dòng)桿14、第三連桿16、第四連桿24、肩輸入桿19、銷20及肩輸出桿21組成。第一主動(dòng)桿14通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副3安裝在機(jī)架I上，第一主動(dòng)桿14 一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副15與第三連桿16連接，另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副25與第四連桿24連接，第三連桿16、第四連桿24分別通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副18、第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副22與肩輸入桿19相連，肩輸入桿19通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副17安裝在腰桿8上，肩輸出桿21通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副23安裝在腰桿8上。所述肩輸入桿19通過(guò)銷20與肩輸出桿21連接,使肩輸入桿19、銷20和肩輸出桿21合并成為肩桿,三者視為一個(gè)構(gòu)件共同運(yùn)動(dòng)，不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)所述第一主動(dòng)桿14的運(yùn)動(dòng)可控制肩桿在空間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0032]對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖5、圖7、圖9、圖10和圖11，所述肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿26、傳動(dòng)桿30、第五連桿37、第六連桿28、第七連桿35、第八連桿31及肘桿33組成。第二主動(dòng)桿26通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副12安裝在機(jī)架I上。第二主動(dòng)桿26 —端通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副38與第五連桿37連接，另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副27與第六連桿28連接，第五連桿37、第六連桿28分別通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副36、第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副29與傳動(dòng)桿30相連，傳動(dòng)桿30通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副23安裝在腰桿8上，同時(shí)傳動(dòng)桿30兩端分別通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副36、第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副29與第七連桿35、第八連桿31相連。第七連桿35、第八連桿31另外一端通過(guò)第十九轉(zhuǎn)動(dòng)副34、第二十轉(zhuǎn)動(dòng)副32與肘桿33相連。所述第二主動(dòng)桿26的運(yùn)動(dòng)通過(guò)第五連桿37、第六連桿28傳遞給傳動(dòng)桿30，傳動(dòng)桿30通過(guò)第七連桿35、第八連桿31進(jìn)而控制肘桿33，從而實(shí)現(xiàn)肘桿33在空間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0033]對(duì)照?qǐng)D1和圖6，所述噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由噴槍基座40及噴槍41組成。噴槍基座40通過(guò)第二十一轉(zhuǎn)動(dòng)副39與肘桿33相連，噴槍41安裝在噴槍基座40上。噴槍基座40的運(yùn)動(dòng)可控制噴槍41在空間的回轉(zhuǎn)。
[0034]通過(guò)安裝在機(jī)架I上的電機(jī)可分別驅(qū)動(dòng)所述雙主動(dòng)桿4、第一主動(dòng)桿14、第二主動(dòng)桿26和噴槍基座40的回轉(zhuǎn)，從而控制腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)按工作要求的回轉(zhuǎn)，根據(jù)工作需求實(shí)現(xiàn)噴槍在工作空間內(nèi)的靈活運(yùn)動(dòng)，完成噴涂作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.一種并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人，包括腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及機(jī)架，其特征在于: 所述腰升降機(jī)構(gòu)包括雙主動(dòng)桿、第一連桿、第二連桿及腰桿；雙主動(dòng)桿通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副和第二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)架上，雙主動(dòng)桿一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿相連，第一連桿通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與腰桿相連，雙主動(dòng)桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿相連，第二連桿通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與腰桿相連，腰桿通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副和第八轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在機(jī)架上； 所述肩升降機(jī)構(gòu)包括第一主動(dòng)桿、第三連桿、第四連桿、肩輸入桿、銷及肩輸出桿；第一主動(dòng)桿通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在機(jī)架上，第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿連接，另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接，第三連桿和第四連桿分別通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與肩輸入桿相連，肩輸入桿通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在腰桿上，肩輸出桿通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在腰桿上；所述肩輸入桿通過(guò)銷與肩輸出桿連接，使肩輸入桿、銷和肩輸出桿合并成為一個(gè)構(gòu)件，共同運(yùn)動(dòng)； 所述肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第二主動(dòng)桿、傳動(dòng)桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿及肘桿；第二主動(dòng)桿通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在機(jī)架上；第二主動(dòng)桿一端通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿連接，另一端通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿連接，第五連桿和第六連桿分別通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與傳動(dòng)桿相連，傳動(dòng)桿通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副安裝在腰桿上，同時(shí)傳動(dòng)桿兩端分別通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第七連桿和第八連桿相連；第七連桿和第八連桿另外一端通過(guò)第十九轉(zhuǎn)動(dòng)副和第二十轉(zhuǎn)動(dòng)副與肘桿相連； 所述噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括噴槍基座及噴槍，噴槍基座通過(guò)第二十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與肘桿相連，噴槍安裝在噴槍基座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人，其特征在于:所述雙主動(dòng)桿和腰桿為各自兩翼?xiàng)U長(zhǎng)相等的對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的并排結(jié)構(gòu)噴涂機(jī)器人，其特征在于:所述第三連桿和第四連桿為長(zhǎng)度尺寸相等的兩桿，所述第五連桿和第六連桿為長(zhǎng)度尺寸相等的兩桿，所述第七連桿和第八連桿為長(zhǎng)度尺寸相等的兩桿。
【文檔編號(hào)】B05B15/10GK103752449SQ201310675221
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】蔡敢為, 丁侃, 張 林, 石慧, 王麾, 范雨, 關(guān)卓懷, 王少龍, 王小純, 李巖舟, 溫芳, 楊旭娟, 周曉蓉 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)