基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备制造技术

本发明专利技术提供了一种基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备，属于喷涂技术领域，包括喷头、架体、第一滑轨、多自由度直线电机、颜料切换机构、控制系统；第一滑轨竖直设置，第一滑轨滑动连接架体；多自由度直线电机用于驱动喷头水平和竖直方向移动，多自由度直线电机内设有定子组件和与定子组件相配合实现水平和竖直运动的动子组件，定子组件设于架体上，动子组件滑动连接第一滑轨；颜料切换机构设于动子组件上并与喷头相连，用于切换喷头内色料；控制系统控制多自由度直线电机及颜料切换机构动作。本发明专利技术提供的基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备解决了现有技术中存在的墙体彩绘依靠人工操作，喷绘耗时长、成本高的问题。

Wall Painting and Spraying Equipment Based on Multi-DOF Linear Motor

【技术实现步骤摘要】
基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备
本专利技术属于喷涂
，更具体地说，是涉及一种基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备。
技术介绍
目前，墙体彩绘任务主要通过人工来完成，人工抹刷的速度慢、成本高、耗时长、效率低；尤其对于普通家庭装修，城市文化墙建设等需要进行墙体彩绘任务时，传统的依靠人工的彩绘技术已经不能满足人们对生产成本和时间效率的要求，缺乏一种智能化程度高，可以实现自动墙体彩绘任务的喷涂设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备，旨在解决现有技术中存在的墙体彩绘主要依靠人工操作，完成喷绘任务耗时长、成本高的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备，包括：喷头；架体；第一滑轨，竖直设置，所述第一滑轨在水平方向滑动连接所述架体；多自由度直线电机，用于驱动所述喷头沿水平和竖直方向移动，所述多自由度直线电机内设有定子组件和与所述定子组件相配合实现水平和竖直运动的动子组件，所述定子组件固设于所述架体上，所述动子组件在竖直方向滑动连接所述第一滑轨；颜料切换机构，设于所述动子组件上，与所述喷头相连，用于切换所述喷头内的色料；控制系统，用于控制多自由度直线电机及颜料切换机构动作。进一步地，所述定子组件为双层定子结构且两层定子相背布置，所述两层定子上均设有若干磁极，所述磁极分为N极和S极，其中一层定子上所述磁极水平设置且沿竖直方向N极和S极依次交替排布，另一层定子上所述磁极竖直设置且布置至少一行，每行所述磁极沿水平方向N极和S极依次交替排布。进一步地，所述动子组件为双边动子结构，包括背铁，两个，呈长方形，所述背铁的两个长边水平，两个所述背铁分别对应放置在两层定子外侧；线圈绕组，若干，设于所述背铁与所述定子相对的平面上，两个所述背铁上的线圈绕组与相对的定子层上的磁极同向布置且沿所述背铁的长边依次间隔排列；连接板，两个，两所述背铁同侧两端借助于所述连接板相连。进一步地，所述颜料切换机构包括直线电机，所述直线电机内设有直线电机定子及与所述直线电机相配合实现垂直于所述喷头轴线方向移动的直线电机动子，所述直线电机定子安装于所述动子组件上；送料管，若干，若干所述送料管与所述喷头同向朝向平行设于所述直线电机动子上，所述送料管上设有电磁继电开关，内带有不同颜色颜料的所述送料管借助于所述直线电机实现与所述喷头的对正；电动锁扣，若干且与所述送料管一一对应连接，用于将所述喷头及与所述喷头对正的送料管锁定。进一步地，所述架体包括底座，所述底座上水平设置第二滑轨，所述第二滑轨上滑动设置第二滑块，所述第一滑轨连接所述第二滑块并借助于所述第二滑块及第二滑轨与所述架体在水平方向滑动连接。进一步地，所述架体还包括与所述底座正对且平行设置的横梁，所述横梁上水平设置第二滑轨，横梁上的所述第二滑轨上也滑动设置第二滑块，所述第一滑轨两端分别连接所述底座和横梁上的第二滑块。进一步地，所述第一滑轨数量为两个，每个所述第二滑轨上均滑动设置两个第二滑块，每个所述第一滑轨两端分别对应连接底座和横梁上的一个第二滑块，所述动子组件两侧分别滑动连接两个所述第一滑轨。进一步地，所述动子组件借助于第一滑块与所述第一滑轨在竖直方向滑动连接，至少一个所述第一滑块和第二滑块上设置有电磁锁，所述电磁锁用于对所述喷头位置的锁定。进一步地，至少一个所述第一滑轨和第二滑轨连接有光栅，所述光栅位于第一滑轨和第二滑轨较远离所述定子组件一侧，与连接有光栅的第一滑轨与第二滑轨滑动连接的滑块上的光栅对应侧均设有光栅传感器。进一步地，所述控制系统采用图片识别算法及图像解耦算法识别并分离出待喷涂图片的颜色和位置信息以控制多自由度直线电机及颜料切换机构运动。本专利技术提供的基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备通过设置多自由度直线电机实现喷头的水平方向和竖直方向的自动化移动，并设置颜料切换机构实现自动化切换颜料，使用简单的结构使得喷涂工作更加自动化、智能化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本专利技术实施例提供的基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的多自由度直线电机的定子结构示意图；图3为图2的后视图；图4为本专利技术实施例提供的多自由度直线电机的动子结构示意图；图5为本专利技术实施例所采用的多自由度直线电机的动子上的竖直设置的线圈绕组的排布示意图；图6为本专利技术实施例所采用的多自由度直线电机的动子上的水平设置线圈绕组的排布示意图；图7为本专利技术实施例所采用的颜料切换机构结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的光栅和传感器布置图；图9为本专利技术实施例提供的控制系统工作流程图；图10为本专利技术实施例提供的图像解耦识别过程图。图中：1、横梁；2、支架；3、底座；4、光栅；5、第二滑轨；6、定子组件；7、第二滑块；8、第一滑轨；9、第一滑块；10、动子组件；11、喷头；12、直线电机动子；13、送料管；14、电动锁扣；15、电磁继电开关；16、光栅传感器；101、背铁；102、竖直线圈绕组；103、连接板；104、水平线圈绕组；601、第一磁极；602、第二磁极。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请一并参阅图1，现对本专利技术提供的基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备进行说明。所述基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备，包括喷头11、架体、第一滑轨8、多自由度直线电机、颜料切换机构、控制系统。所述第一滑轨8竖直设置，所述第一滑轨8在水平方向滑动连接所述架体；多自由度直线电机用于驱动所述喷头11沿水平和竖直方向移动，所述多自由度直线电机内设有定子组件6和与所述定子组件6相配合实现水平和竖直运动的动子组件10，所述定子组件6固设于所述架体上，所述动子组件10在竖直方向滑动连接所述第一滑轨8；颜料切换机构设于所述动子组件10上，与所述喷头11相连，用于切换所述喷头11内的色料；所述控制系统用于控制多自由度直线电机及颜料切换机构动作。基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备的控制系统接收到要喷涂的图片后，控制多自由度直线电机的动子组件10沿水平或竖直方向运动带动喷头11到达喷涂位置，颜料切换机构将正确的颜料输送至喷头11进行喷涂。直线电机可以看作旋转电机结构上的一种演变，它可以看作将一台旋转电机沿径向剖开，然后将电机的圆周展开成直线，因此直线电机也是根据通电导体在磁场中受力的作用原理形成线性运动，所以多自由度直线电机定子组件6和动子组件10上相对应设有磁极及线圈绕组，若定子组件6上设有磁极，则动子组件10上设有线圈绕组；若动子组件10上设有线圈绕组，则动子组件10上设有磁极。本实施例中，定子组件6上设有磁极从而形成磁场，动子组件10上设有线圈绕组，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备，其特征在于，包括：喷头；架体；第一滑轨，竖直设置，所述第一滑轨在水平方向滑动连接所述架体；多自由度直线电机，用于驱动所述喷头沿水平和竖直方向移动，所述多自由度直线电机内设有定子组件和与所述定子组件相配合实现水平和竖直运动的动子组件，所述定子组件固设于所述架体上，所述动子组件在竖直方向滑动连接所述第一滑轨；颜料切换机构，设于所述动子组件上，与所述喷头相连，用于切换所述喷头内的色料；控制系统，用于控制多自由度直线电机及颜料切换机构动作。

【技术特征摘要】
1.基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备，其特征在于，包括：喷头；架体；第一滑轨，竖直设置，所述第一滑轨在水平方向滑动连接所述架体；多自由度直线电机，用于驱动所述喷头沿水平和竖直方向移动，所述多自由度直线电机内设有定子组件和与所述定子组件相配合实现水平和竖直运动的动子组件，所述定子组件固设于所述架体上，所述动子组件在竖直方向滑动连接所述第一滑轨；颜料切换机构，设于所述动子组件上，与所述喷头相连，用于切换所述喷头内的色料；控制系统，用于控制多自由度直线电机及颜料切换机构动作。2.如权利要求1所述的基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备，其特征在于，所述定子组件为双层定子结构且两层定子相背布置，所述两层定子上均设有若干磁极，所述磁极分为N极和S极，其中一层定子上所述磁极水平设置且沿竖直方向N极和S极依次交替排布，另一层定子上所述磁极竖直设置且布置至少一行，每行所述磁极沿水平方向N极和S极依次交替排布。3.如权利要求2所述的基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备，其特征在于，所述动子组件为双边动子结构，包括背铁，两个，呈长方形，所述背铁的两个长边水平，两个所述背铁分别对应放置在两层定子外侧；线圈绕组，若干，设于所述背铁与所述定子相对的平面上，两个所述背铁上的线圈绕组与相对的定子层上的磁极同向布置且沿所述背铁的长边依次间隔排列；连接板，两个，两所述背铁同侧两端借助于所述连接板相连。4.如权利要求1所述的基于多自由度直线电机的墙体彩绘喷涂设备，其特征在于，所述颜料切换机构包括直线电机，所述直线电机内设有直线电机定子及与所述直线电机相配合实现垂直于所述喷头轴线方向移动的直线电机动子，所述直线电机定子安装于所述动子组件上；送料管，若干，若干所述送料管与所述喷头同向朝向平行设于所述直线电机动子上，所述送料管上设有电磁继电开关，内带...

【专利技术属性】
技术研发人员：李争，周硕，霍彦明，肖宇，
申请(专利权)人：河北科技大学，石家庄辐科电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13