一种用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，包括有水平移动平台，水平移动平台的上端面安装有X轴线性驱动机构和Y轴线性驱动机构，Y轴线性驱动机构的下方安装有多个柔索驱动平台，柔索驱动平台的底端分别安装有伸缩机构、喷涂机构，喷涂机构为适应喷涂曲面内壁的调整动作通过多机控制平台驱动，上述X、Y轴线性驱动机构以及可分离式旋转机构带动柔索驱动平台实现空间X、Y、Z坐标轴自由运动，结合喷涂机构自身的沿曲面内壁的调整、喷涂动作，构成了用于曲面内壁类喷涂的柔索驱动混联喷涂机器人的空间运动。本发明专利技术可实现了多个喷涂机构协同工作，工作直径可调，由柔索混联驱动实现末端高灵活性和双向拉力伸缩的喷涂机器人。

【技术实现步骤摘要】
一种用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人
：本专利技术涉及机器人领域，主要涉及一种用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人。
技术介绍
：随着喷涂技术的发展，传统手工喷涂容易导致表面喷涂不均匀，涂料利用率低下，而且手工作业的工作效率较低。同时，喷涂作业对人体自身健康以及外界自然环境存在着较大的危害。而喷涂机器人扩大了人可从事的工作范围，它可以代替工人完成高危，高热，高压，严寒等极端恶劣环境中的工作；代替流水线上工人完成日常繁复的工作，提高生产率，提高喷涂质量。目前，喷涂机器人被逐渐应用于工业中的更多领域，主流的喷涂机器人主要分为串联喷涂机器人和并联喷涂机器人。串并联混合的机器人目前应用不太广泛。串联机器人的主要优点是工作空间大，末端灵活，被广泛应用于焊接、搬运，装配等领域，但由于串联机器人的驱动装置安装在各个关节上，导致运动惯量比较大，关节误差累积，因而无法实现高速，高精度运动。与串联机器人相比较，并联机器人的主要优点是：无累积误差，精度较高；机构紧凑，刚度高，承载能力大，但由于其闭环结构的原因，并联机构普遍存在结构尺寸偏大而工作空间却很小且关节过多的缺陷。混联机器人则是将串联机器人与并联机器人优缺点互补的一类机器人，具有末端灵活，机构紧凑，稳定性好等优点。喷涂机器人在串联和并联机构方面虽然已经发展迅速，但一些机器人还是有不足的地方需要解决和改善。CN110743736A的专利公布了一种悬挂式六自由度混联喷涂机器人，该专利技术专利中的喷涂机构采用并联Delta机构和串联机构混联，串联机构采用电机直接驱动的机械臂结构，与并联机构配合，稳定性难以保证，同时加重了并联机构的下端的重力负担，串联机构旋转伸缩幅度大，难以满足较深管壁类的零件的喷涂加工。公开号为CN111111976A的专利公布了一种面向大型装备表面喷涂的机器人升降云台，该专利技术专利虽然结构紧凑，运动稳定，升降距离大，但是结构巨大，升降机构重量重，缺乏灵活性，且应多用于大型零部件的喷涂，无法适应更多复杂的小零部件。
技术实现思路
：本专利技术目的就是为了解决复杂零件外表面和变直径零件复杂曲面内壁的喷涂问题，提供一种用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，尤其是一种可实现三个喷涂机构协同工作，工作直径可调，由柔索混联驱动实现末端高灵活性和双向拉力伸缩的喷涂机器人。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，包括有可升降的水平移动平台，所述水平移动平台的上端面安装有相互配合的X轴线性驱动机构和Y轴线性驱动机构，所述Y轴线性驱动机构在X轴线性驱动机构上导向移动，所述Y轴线性驱动机构的下方通过多机控制平台安装有多个柔索驱动平台，多个柔索驱动平台均安装在多机控制平台的底端面，且同步在空间范围内运动，所述Y轴线性驱动机构的中部安装有驱动多机控制平台并带动柔索驱动平台实现Z轴转动自由度的可分离式旋转机构，所述柔索驱动平台的底端分别安装有伸缩机构，所述伸缩机构的底端分别安装有喷涂机构，所述喷涂机构为适应喷涂曲面内壁的调整动作通过多机控制平台上的同步导向移动机构驱动，所述喷涂机构沿曲面内壁的喷涂动作分别通过对应的传动柔索机构驱动，且传动柔索通过伸缩机构进行导向，上述X、Y轴线性驱动机构驱动柔索驱动平台实现X、Y轴的直线自动度运动，以及可分离式旋转机构带动柔索驱动平台实现Z轴转动自由度，从而带动柔索驱动平台实现空间X、Y、Z坐标轴自由运动，结合喷涂机构自身的沿曲面内壁的调整、喷涂动作，构成了用于曲面内壁类喷涂的柔索驱动混联喷涂机器人的空间运动。所述的水平移动平台包括有安装架，所述安装架包括有矩形框，所述矩形框的底端面四个拐角分别通过矩形柱支撑架设，所述矩形柱的高度可调，其调整通过底端的升降机构驱动，所述升降机构包括有气缸，所述气缸的活塞杆伸出端与矩形柱底端连接，所述矩形框的两侧分别安装有X轴线性驱动机构，所述X轴线性驱动机构之间滑动安装有Y轴线性驱动机构。所述的X轴线性驱动机构包括有安装在矩形框两侧的滑轨，所述滑轨上分别架设有与其对应的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的转动通过其端部的电机驱动，所述滚珠丝杆上安装有沿其导向移动的滑块。所述Y轴线性驱动机构包括有两并列设置的Y轴移动导轨，所述Y轴移动导轨的两端分别安装在滑块上，所述Y轴移动导轨上导向安装有Y轴移动架，所述Y轴移动架的移动通过齿轮齿条组件驱动，所述Y轴移动架包括有Y轴移动上板和Y轴移动下板，所述Y轴移动上板和Y轴移动下板之间通过上下连接件连接，所述齿轮齿条组件包括有Y轴移动齿轮和Y轴移动齿条，所述Y轴移动齿条的两端分别安装在Y轴移动导轨内侧的滑块上，所述Y轴移动上板上安装有Y轴驱动电机，所述Y轴驱动电机的输出端安装有Y轴移动齿轮，所述Y轴移动齿轮与Y轴移动齿条啮合传动；所述的可分离式旋转机构包括有安装在Y轴移动上板上的圆形滑轨，所述圆形滑轨中部位置的Y轴移动上板上转动安装有安装有旋转轴，所述旋转轴的上端部安装有旋转平台，所述旋转平台的下端面安装有间隔圆周分布的滑轮，所述旋转平台上固定安装有大齿轮，所述大齿轮的转动通过其一侧的小齿轮驱动，所述小齿轮安装在旋转平台电机的输出轴端端部，所述旋转轴的底端部安装有用于连接多机控制平台的法兰盘。所述的多机控制平台包括有多机平台底板，所述多机平台底板上分布有以其中心位置为圆心圆周分布设置的滑槽，所述滑槽上分别安装有同步导向移动机构，所述同步导向移动机构分别包括有与滑槽导向配合的滑块一，所述滑块的上端面带有斜滑槽，所述滑块一的底端穿过滑槽与柔索驱动平台连接，所述滑块一上安装有可其导向配合的滑块二，所述滑块二的的底端面设有与斜滑槽配合的下滑槽，所述滑块二的内端部分别设有齿块；所述多机平台底板中部通过轴承转动安装有一中心大齿轮，所述轴承内的多机平台底板与可分离式旋转机构的底端部固定连接，所述齿块均与中心大齿轮啮合传动，所述滑块二的移动通过丝杆组件驱动，且丝杆组件安装在其中一滑槽对应的滑块二上，所述丝杆组件包括有丝杆，所述丝杆与导轨垂直，所述滑块二旋合在丝杆上，且丝杆的转动通过其端部的电机驱动，其余滑槽对应的滑块二分别通过多机滑块轴架支撑导向架设。所述的柔索驱动平台分别包括有柔索驱动平台底板，所述柔索驱动平台底板上盖合有柔索驱动平台顶板，所述柔索驱动平台顶板与多机控制平台连接，所述柔索驱动平台底板上分别安装有两组上牵引驱动机构、一组下牵引驱动机构和柔索导向滑轮组系；所述的上牵引驱动机构和下牵引驱动机构的结构相同，其分别包括有柔索滚筒，所述柔索滚筒通过滚筒支撑侧板安装在柔索驱动平台底板上，所述柔索滚筒的转动通过其端部的伺服电机驱动；所述柔索导向滑轮组系包括有上牵引导向滑轮、下牵引导向滑轮以及导轨导向滑轮，所述上牵引导向滑轮、下牵引导向滑轮均为多个，其相互配合安装在柔索驱动平台底板的上端面以及伸缩机构的牵引传动位置处，所述导轨导向滑轮安装在伸缩机构上端部的中间过渡处，其对应的上牵引导向滑轮之间、下牵引导向滑轮之间分别通过对应的牵引柔索传动连接，其共同组合带动伸缩机构伸缩升降，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，其特征在于：包括有可升降的水平移动平台，所述水平移动平台的上端面安装有相互配合的X轴线性驱动机构和Y轴线性驱动机构，所述Y轴线性驱动机构在X轴线性驱动机构上导向移动，所述Y轴线性驱动机构的下方通过多机控制平台安装有多个柔索驱动平台，多个柔索驱动平台均安装在多机控制平台的底端面，且同步在空间范围内运动，所述Y轴线性驱动机构的中部安装有驱动多机控制平台并带动柔索驱动平台实现Z轴转动自由度的可分离式旋转机构，所述柔索驱动平台的底端分别安装有伸缩机构，所述伸缩机构的底端分别安装有喷涂机构，所述喷涂机构为适应喷涂曲面内壁的调整动作通过多机控制平台上的同步导向移动机构驱动，所述喷涂机构沿曲面内壁的喷涂动作分别通过对应的传动柔索机构驱动，且传动柔索通过伸缩机构进行导向，上述X、Y轴线性驱动机构驱动柔索驱动平台实现X、Y轴的直线自动度运动，以及可分离式旋转机构带动柔索驱动平台实现Z轴转动自由度，从而带动柔索驱动平台实现空间X、Y、Z坐标轴自由运动，结合喷涂机构自身的沿曲面内壁的调整、喷涂动作，构成了用于曲面内壁类喷涂的柔索驱动混联喷涂机器人的空间运动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，其特征在于：包括有可升降的水平移动平台，所述水平移动平台的上端面安装有相互配合的X轴线性驱动机构和Y轴线性驱动机构，所述Y轴线性驱动机构在X轴线性驱动机构上导向移动，所述Y轴线性驱动机构的下方通过多机控制平台安装有多个柔索驱动平台，多个柔索驱动平台均安装在多机控制平台的底端面，且同步在空间范围内运动，所述Y轴线性驱动机构的中部安装有驱动多机控制平台并带动柔索驱动平台实现Z轴转动自由度的可分离式旋转机构，所述柔索驱动平台的底端分别安装有伸缩机构，所述伸缩机构的底端分别安装有喷涂机构，所述喷涂机构为适应喷涂曲面内壁的调整动作通过多机控制平台上的同步导向移动机构驱动，所述喷涂机构沿曲面内壁的喷涂动作分别通过对应的传动柔索机构驱动，且传动柔索通过伸缩机构进行导向，上述X、Y轴线性驱动机构驱动柔索驱动平台实现X、Y轴的直线自动度运动，以及可分离式旋转机构带动柔索驱动平台实现Z轴转动自由度，从而带动柔索驱动平台实现空间X、Y、Z坐标轴自由运动，结合喷涂机构自身的沿曲面内壁的调整、喷涂动作，构成了用于曲面内壁类喷涂的柔索驱动混联喷涂机器人的空间运动。


2.根据权利要求1所述的用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，其特征在于：所述的水平移动平台包括有安装架，所述安装架包括有矩形框，所述矩形框的底端面四个拐角分别通过矩形柱支撑架设，所述矩形柱的高度可调，其调整通过底端的升降机构驱动，所述升降机构包括有气缸，所述气缸的活塞杆伸出端与矩形柱底端连接，所述矩形框的两侧分别安装有X轴线性驱动机构，所述X轴线性驱动机构之间滑动安装有Y轴线性驱动机构。


3.根据权利要求2所述的用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，其特征在于：所述的X轴线性驱动机构包括有安装在矩形框两侧的滑轨，所述滑轨上分别架设有与其对应的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的转动通过其端部的电机驱动，所述滚珠丝杆上安装有沿其导向移动的滑块。


4.根据权利要求3所述的用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，其特征在于：所述Y轴线性驱动机构包括有两并列设置的Y轴移动导轨，所述Y轴移动导轨的两端分别安装在滑块上，所述Y轴移动导轨上导向安装有Y轴移动架，所述Y轴移动架的移动通过齿轮齿条组件驱动，所述Y轴移动架包括有Y轴移动上板和Y轴移动下板，所述Y轴移动上板和Y轴移动下板之间通过上下连接件连接，所述齿轮齿条组件包括有Y轴移动齿轮和Y轴移动齿条，所述Y轴移动齿条的两端分别安装在Y轴移动导轨内侧的滑块上，所述Y轴移动上板上安装有Y轴驱动电机，所述Y轴驱动电机的输出端安装有Y轴移动齿轮，所述Y轴移动齿轮与Y轴移动齿条啮合传动。


5.根据权利要求4所述的用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，其特征在于：所述的可分离式旋转机构包括有安装在Y轴移动上板上的圆形滑轨，所述圆形滑轨中部位置的Y轴移动上板上转动安装有安装有旋转轴，所述旋转轴的上端部安装有旋转平台，所述旋转平台的下端面安装有间隔圆周分布的滑轮，所述旋转平台上固定安装有大齿轮，所述大齿轮的转动通过其一侧的小齿轮驱动，所述小齿轮安装在旋转平台电机的输出轴端端部，所述旋转轴的底端部安装有用于连接多机控制平台的法兰盘。


6.根据权利要求1所述的用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，其特征在于：所述的多机控制平台包括有多机平台底板，所述多机平台底板上分布有以其中心位置为圆心圆周分布设置的滑槽，所述滑槽上分别安装有同步导向移动机构，所述同步导向移动机构分别包括有与滑槽导向配合的滑块一，所述滑块的上端面带有斜滑槽，所述滑块一的底端穿过滑槽与柔索驱动平台连接，所述滑块一上安装有可其导向配合的滑块二，所述滑块二的的底端面设有与斜滑槽配合的下滑槽，所述滑块二的内端部分别设有齿块；
所述多机平台底板中部通过轴承转动安装有一中心大齿轮，所述轴承内的多机平台底板与可分离式旋转机构的底端部固定连接，所述齿块均与中心大齿轮啮合传动，所述滑块二的移动通过丝杆组件驱动，且丝杆组件安装在其中一滑槽对应的滑块二上，所述丝杆组件包括有丝杆，所述丝杆与导轨垂直，所述滑块二旋合在丝杆上，且丝杆的转动通过其端部的电机驱动，其余滑槽对应的滑块二分别通过多机滑块轴架支撑导向架设。


7.根据权利要求1所述的用于复杂曲面内壁涂装的可调式柔索驱动喷涂机器人，其特征在于：所述的柔索驱动平台分别包括有柔索驱动平台底板，所述柔索驱动平台底板上盖合有柔索驱动平台顶板，所述柔索驱动平台顶板与多机控制平台连接，所述柔索驱动平台底板上分别安装有两组上牵引驱动机构、一组下牵引驱动机构和柔索导向滑轮组系；所述的上牵引驱动机构和下牵引驱动机构的结构相同，其分别包括有柔索滚筒，所述柔索滚筒通过滚筒支撑侧板安装在柔索驱动平台底板上，所述柔索滚筒的转动通过其端部的伺服电机驱动；所述柔索导向滑轮组系包括有上牵引导向滑轮、下牵引导向滑轮以及导轨导向滑轮，所述上牵引导向滑轮、下牵引导向滑轮均为多个，其相互配合安装在柔索驱动平台底板的上端面以及伸缩机构的牵引传动位置处，所述导轨导向滑轮安装在伸缩机构上端部的中间过渡处...

【专利技术属性】
技术研发人员：訾斌，王宜藩，钱森，徐锋，赵嘉浩，刘亚军，孙智，沙炜鹏，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34