一种面向大型构件的索并联宏微喷涂机器人制造技术

本发明专利技术涉及喷涂机器人的技术领域，具体涉及一种面向大型构件的索并联宏微喷涂机器人，并结合末端喷嘴实现喷涂。包括安装机架、导轨驱动机构、喷嘴机构、主级柔索驱动模块和副级柔索驱动模块；喷嘴机构包括可拆卸式喷嘴、伸缩杆、套筒和第一十字万向节，导轨驱动机构包括3个同步带传送机构、连接横杆和第二十字万向节；主级柔索驱动模块包括四个主级柔索驱动机构；副级柔索驱动模块包括四个副级柔索驱动机构；L形的旋转框架半包围着上述索并联宏微喷涂机器人，且旋转框架和方形框固定连接，旋转框架通过四根绳索旋于物体待喷涂表面。因此本发明专利技术的索并联宏微喷涂机器人可实现多级联动高速精准定位喷涂，也可组合使用适应多种复杂情况。杂情况。杂情况。

【技术实现步骤摘要】
一种面向大型构件的索并联宏微喷涂机器人


[0001]本专利技术涉及喷涂机器人的
，具体涉及一种面向大型构件的索并联宏微喷涂机器人，并结合末端执行器（喷嘴）实现喷涂。

技术介绍

[0002]经过三十多年的研究和发展，喷涂领域在高效、高质和智能化等方面都取得了空前的进步，特别是喷涂机器人的出现，解放了手工劳动，大幅提高了生产效率。查阅资料可知，传统的喷涂机器人主要采用刚性串联或刚性并联机构，其优点是工作空间大、定位精确度高、结构简单、控制简便，但串联机构同时也存在运动惯量大、活动范围小、灵活度低等缺点，难以完成结构复杂的曲面的喷涂工作。并联喷涂机器人将并联机构运用于喷涂技术，很好地解决了上述串联喷涂机器人带来的问题，其具有的优点包括无累积误差、精确度高、承载能力大、灵活性好。但由于其结构中存在多个相互干涉的刚性运动支链，导致工作范围较小，不适宜大面积的喷涂工作。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，为了在保证精确度和灵活性的前提下扩大喷涂机器人的工作范围，本专利技术提出了一种面向大型构件的索并联宏微喷涂机器人，用柔索代替刚性连杆的并联喷涂机器人机构，通过柔索代替连杆作为传动元件来增加工作空间；同时为了解决喷涂面积小的问题，采用宏微两级柔索并联机构相结合，在宏观上，使用绳索9对微观机构进行牵引，采用悬挂式喷涂的方法来实现宏观大空间喷涂作业。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种面向大型构件的索并联宏微喷涂机器人，包括安装机架1、导轨驱动机构2、喷嘴机构3、主级柔索驱动模块4和副级柔索驱动模块5；所述安装机架1包括方形框11，方形框11上底面的四个直角处分别设有安装立柱12，相邻安装立柱12之间设有水平横梁13；所述喷嘴机构3包括可拆卸式喷嘴31、伸缩杆32、套筒33和第一十字万向节34，伸缩杆32的一端通过下减震板35和第一十字万向节34的一端连接，第一十字万向节34的另一端通过上减震板36和可拆卸式喷嘴31连接，伸缩杆32通过弹性机构6插设于套筒33内；所述导轨驱动机构2布置在方形框11下底面，导轨驱动机构2包括3个同步带传送机构、连接横杆22和第二十字万向节23；所述连接横杆22的两端通过滑块滑轨的配合滑动设于方形框11的两相对侧框上，第二十字万向节23的一端通过滑块滑轨的配合滑动设于连接横杆22上，第二十字万向节的另一端和套筒33的安装端固定连接；每个滑块分别通过同步带传送机构在对应的滑轨上移动；所述主级柔索驱动模块4包括四个主级柔索驱动机构，四个主级柔索驱动机构对应四根水平横梁13布置；
每个主级柔索驱动机构包括第一动滑轮41、第一定滑轮42、磁流变阻尼器43、第一万向轮滑44、第一柔索45和第一滚珠丝杆螺母副；第一动滑轮41安装在第一支板47上，第一支板47通过第一滚珠丝杆螺母副在对应水平横梁13上移动，第一定滑轮42、磁流变阻尼器43和第一万向轮滑44由下至上依次安装在对应安装立柱12上，使得第一柔索45的一端固定，另一端依次绕过第一动滑轮41、第一定滑轮42、磁流变阻尼器43和第一万向轮滑44，并和下减震板35固定连接；所述副级柔索驱动模块5包括四个副级柔索驱动机构，四个副级柔索驱动机构对应方形框11的四根侧框布置；每个四个副级柔索驱动机构包括第二动滑轮51、第二定滑轮52、第二柔索53和第二滚珠丝杠螺母副；第二动滑轮51安装在第二支板55上，第二支板55通过第二滚珠丝杠螺母副在方形框11对应侧框上移动，第二定滑轮52安装在对应安装立柱12的顶部，使得第二柔索53的一端固定，另一端绕过第二动滑轮51后从安装立柱12的内部穿过至安装立柱12顶部，再绕经第二定滑轮52和上减震板36固定连接；工作时，L形的旋转框架7半包围着上述索并联宏微喷涂机器人，且旋转框架7和方形框11固定连接，旋转框架7通过四根绳索9旋于物体待喷涂表面，使得可拆卸式喷嘴31正对物体待喷涂表面；同时使用1~5个上述索并联宏微喷涂机器人，对物体的上、左、右、前和后五个面进行喷涂。
[0005]进一步，所述弹性机构6包括6个以上的环形压片61，6个以上的环形压片61依次套设在伸缩杆32上，相邻环形压片61之间的伸缩杆32上套设有回复弹簧62，伸缩杆32的一端间隙配合插设于套筒33内，使得伸缩杆32和套筒33轴向平行，保持对所述第一柔索45的拉紧张力。
[0006]进一步，所述导轨驱动机构2包括第一同步带传送机构、第二同步带传送机构和第三同步带传送机构；第一同步带传送机构、第二同步带传送机构和第三同步带传送机构均包括步进电机211、同步带212和一对带轮213，每条同步带212上均设有滑块；第一同步带传送机构的一对带轮213布置在方形框的一侧框的两端，第二同步带传送机构的一对带轮213布置在方形框的另一相对侧框的两端，第三同步带传送机构的一对带轮213布置在连接横杆22的两端，每条同步带212设于对应的一对带轮213上，并通过对应步进电机211传输，带动滑块在对应的滑轨上滑动。
[0007]进一步，每个所述第一滚珠丝杠螺母副46布置在对应水平横梁13的上端，包括第一丝杠461、第一丝杠螺母462和第一丝杠电机463；第一丝杠461一端通过第一联轴器464和第一丝杠电机463的输出轴连接，第一丝杠461第一另一端对应着安装立柱12，所述第一支板47为倒立的L形，L形的竖直部和第一丝杠螺母462固定连接，L形的水平部上安装所述第一动滑轮41，和第一动滑轮41同一水平方向对应的安装立柱12上设有水平的U形板，U形板的一侧板上设有第一定滑轮42，另一侧板通过滑轮和所述第一柔索45一端固定；使得第一柔索45另一端水平绕经第一动滑轮41后沿着对应安装立柱12向上依次绕经第一定滑轮42、磁流变阻尼器43和第一万向轮滑44，并和下减震板35固定连接。
[0008]进一步，每个所述第二滚珠丝杠螺母副布置在对应方形框11的侧框上端，包括第
二丝杠541、第二丝杠螺母542和第二丝杠电机543；第二丝杠541一端通过第二联轴器544和第二丝杠电机543的输出轴连接，第二丝杠541第一另一端对应安装立柱12，所述第二支板55竖向布置并和第二丝杠螺母542固定连接，第二支板55的上端安装所述第二动滑轮51，和第二动滑轮51同一水平方向对应的安装立柱12上设有支座，支座通过滑轮和所述第二柔索53一端固定连接；使得第二柔索53另一端水平绕经第二动滑轮51后向上穿过对应安装立柱12的内腔到达安装立柱12的顶端，再绕经第二定滑轮52和上减震板36固定连接。
[0009]进一步，所述可拆卸式喷嘴31包括旋转喷头311、一对转板312和减震连接板313；所述减震连接板313通过4个减震弹簧314和上减震板36连接；所述一对转板312对应布置在减震连接板313的两端，并通过一对矩形旋转框315和减震连接板313转动连接，使得矩形旋转框上端和转板的中部固定连接，矩形旋转框下端转动安装在减震连接板313下底面；一对转板312的下端对应开设有一对安装槽，一对安装槽内对应设有一对卡块316，一对卡块316对应设于减震连接板313的两端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向大型构件的索并联宏微喷涂机器人，其特征在于：包括安装机架（1）、导轨驱动机构（2）、喷嘴机构（3）、主级柔索驱动模块（4）和副级柔索驱动模块（5）；所述安装机架（1）包括方形框（11），方形框（11）上底面的四个直角处分别设有安装立柱（12），相邻安装立柱（12）之间设有水平横梁（13）；所述喷嘴机构（3）包括可拆卸式喷嘴（31）、伸缩杆（32）、套筒（33）和第一十字万向节（34），伸缩杆（32）的一端通过下减震板（35）和第一十字万向节（34）的一端连接，第一十字万向节（34）的另一端通过上减震板（36）和可拆卸式喷嘴（31）连接，伸缩杆（32）通过弹性机构（6）插设于套筒（33）内；所述导轨驱动机构（2）布置在方形框（11）下底面，导轨驱动机构（2）包括3个同步带传送机构、连接横杆（22）和第二十字万向节（23）；所述连接横杆（22）的两端通过滑块滑轨的配合滑动设于方形框（11）的两相对侧框上，第二十字万向节（23）的一端通过滑块滑轨的配合滑动设于连接横杆（22）上，第二十字万向节的另一端和套筒（33）的安装端固定连接；每个滑块分别通过同步带传送机构在对应的滑轨上移动；所述主级柔索驱动模块（4）包括四个主级柔索驱动机构，四个主级柔索驱动机构对应四根水平横梁（13）布置；每个主级柔索驱动机构包括第一动滑轮（41）、第一定滑轮（42）、磁流变阻尼器（43）、第一万向轮滑（44）、第一柔索（45）和第一滚珠丝杆螺母副；第一动滑轮（41）安装在第一支板（47）上，第一支板（47）通过第一滚珠丝杆螺母副在对应水平横梁（13）上移动，第一定滑轮（42）、磁流变阻尼器（43）和第一万向轮滑（44）由下至上依次安装在对应安装立柱（12）上，使得第一柔索（45）的一端固定，另一端依次绕过第一动滑轮（41）、第一定滑轮（42）、磁流变阻尼器（43）和第一万向轮滑（44），并和下减震板（35）固定连接；所述副级柔索驱动模块（5）包括四个副级柔索驱动机构，四个副级柔索驱动机构对应方形框（11）的四根侧框布置；每个四个副级柔索驱动机构包括第二动滑轮（51）、第二定滑轮（52）、第二柔索（53）和第二滚珠丝杆螺母副；第二动滑轮（51）安装在第二支板（55）上，第二支板（55）通过第二滚珠丝杆螺母副在方形框（11）对应侧框上移动，第二定滑轮（52）安装在对应安装立柱（12）的顶部，使得第二柔索（53）的一端固定，另一端绕过第二动滑轮（51）后从安装立柱（12）的内部穿过至安装立柱（12）顶部，再绕经第二定滑轮（52）和上减震板（36）固定连接；工作时，L形的旋转框架（7）半包围着上述索并联宏微喷涂机器人，且旋转框架（7）和方形框（11）固定连接，旋转框架（7）通过四根绳索（9）旋于物体待喷涂表面，使得可拆卸式喷嘴（31）正对物体待喷涂表面；同时使用1~5个上述索并联宏微喷涂机器人，对物体的上、左、右、前和后五个面进行喷涂。2.根据权利要求1所述一种面向大型构件的索并联宏微喷涂机器人，其特征在于：所述弹性机构（6）包括6个以上的环形压片（61），6个以上的环形压片（61）依次套设在伸缩杆（32）上，相邻环形压片（61）之间的伸缩杆（32）上套设有回复弹簧（62），伸缩杆（32）的一端间隙配合插设于套筒（33）内，使得伸缩杆（32）和套筒（33）轴向平行，保持对所述第一柔索
（45）和第二柔索（53）的拉紧张力。3.根据权利要求1所述一种面向大型构件的索并联宏微喷涂机器人，其特征在于：所述导轨驱动机构（2）包括第一同步带传送机构、第二同步带传送机构和第三同步带传送机构；第一同步带传送机构、第二同步带传送机构和第三同步带传送机构均包括步进电机（211）、同步带（212）和一对带轮（213），每条同步带（212）上均设有滑块；第一同步带传送机构的一对带轮（213）布置在方形框的一侧框的两端，第二同步带传送机构的一对带轮（213）布置在方形框的另一相对侧框的两端，第三同步带传送机构的一对带轮（213）布置在连接横杆（22）的两端，每条同步带（212）设于对应的一对带轮（213）上，并通过对应步进电机（211）传输，带动滑块在对应的滑轨上滑动。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王道明，胡海波，胡泽琦，谢鹏涛，王祺睿，王硕孜，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：