一种喷浆效果适时反馈的液压伺服喷浆机械手制造技术

本发明专利技术是一种喷浆效果适时反馈的液压伺服喷浆机械手，包括机械手底座、两个回转液压马达、机械手回转机身、两个俯仰用液压缸、一个推拉用液压缸、机械手后臂、机械手前臂、传感器、喷枪和一个喷枪旋转液压马达；两个回转液压马达、两个俯仰用液压缸、推拉用液压缸、喷枪旋转液压马达均连接有液压伺服驱动系统，传感器、液压伺服驱动系统连接有控制系统。本发明专利技术通过液压伺服驱动系统根据传感器实时获得的信息进行自适应调整初喷混凝土喷涂参数，以实现喷涂效果的优化，并且避免过量喷涂和浪费喷涂材料情况的发生，同时提高生产效率，减少生产成本。产成本。产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种喷浆效果适时反馈的液压伺服喷浆机械手


[0001]本专利技术涉及隧道初喷混凝土喷浆自动作业的
，尤其涉及一种喷浆效果适时反馈的液压伺服喷浆机械手。

技术介绍

[0002]液压伺服喷浆机械手是一种用于地铁公路隧道工程施工中初喷混凝土的设备，用于控制喷涂物料的喷射方向和喷射量，以达到高质量的涂装效果。现如今绝大部分喷浆机械手仍然需要人工遥控进行操作，无法实现真正的自主运作。而最新的部分喷浆机械手采用电机技术，在实际作业时会有诸多譬如自身超重、工作负载不够或系统不稳定等问题。此外，这些机械手的功能也比较单一，缺乏实时感知环境并进行适时反馈的能力，也无法自适应调整，仅仅作为喷涂作业的器械，因此存在很多限制。这些机械手缺乏适应复杂场景的能力，不能满足现代制造业对高效、智能化生产的需求。
[0003]针对以上问题，公告号为CN217632479U的中国技术专利公开了一种新型喷浆机械手，通过对机械手关节的重新设计，实现了一种新型运作模式的机械手，通过摆动往复运动可以适用于全新的场景。但依旧采用电机驱动控制，在一些动力和负载方面还有一定欠缺，很难满足现场各种喷枪施工要求，并且使用方法较传统机械手有较大区别，需要一定时间进行适应。申请号为CN201710573076.7的中国专利技术专利申请公开了一种分体式喷浆机械手的设计方法，其底座带有履带可以进行自由移动，带有远程遥控器可以进行远程操控，降低工作时对于操作员的身体伤害，并提高工作效率，使用起来较为方便。但依旧采用了人工遥控作为操作手段，需要操作员根据情况进行实时调整，人力消耗大，对于一些调控工作量提升较多，喷浆效果依赖人工操作经验。公告号为CN218376488U的中国技术专利公开了一种六自由度喷浆机械手及喷浆作业车，通过行走履带可以达到遥控移动的目的，且喷浆作业车的机构紧凑、体积小巧，可以适用与如煤矿巷道的狭小空间的喷浆作业。但使用场景不够广泛，且没有实现适时反馈的自动喷浆喷涂功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决现有技术的不足，而提供一种喷浆效果适时反馈的液压伺服喷浆机械手。
[0005]本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：
[0006]一种喷浆效果适时反馈的液压伺服喷浆机械手，包括机械手底座、两个回转液压马达、机械手回转机身、两个俯仰用液压缸、一个推拉用液压缸、机械手后臂、机械手前臂、传感器、喷枪和一个喷枪旋转液压马达；
[0007]两个回转液压马达安装在机械手底座上并与机械手底座上的旋转部件连接，机械手回转机身安装在机械手底座的旋转部件上，两个俯仰用液压缸安装在机械手回转机身两侧的下方，推拉用液压缸安装在机械手回转机身上侧中间部位，机械手后臂通过旋转关节安装在机械手回转机身上，机械手前臂通过旋转关节安装在机械手后臂上，喷枪通过喷枪
旋转液压马达安装在机械手前臂前端，喷枪通过管道连接混凝土搅拌机，传感器安装在喷枪上；
[0008]两个回转液压马达、两个俯仰用液压缸、推拉用液压缸、喷枪旋转液压马达均连接有液压伺服驱动系统，传感器、液压伺服驱动系统连接有控制系统。
[0009]液压伺服驱动系统包括与两个回转液压马达连接的回转机构驱动系统、与两个俯仰用液压缸连接的俯仰机构驱动系统、与推拉用液压缸连接的推拉机构驱动系统、与喷枪旋转液压马达连接的喷枪机构驱动系统。
[0010]回转机构驱动系统包括与每个回转液压马达连接的液压通路且液压通路上设有两个电动球阀和一个电液换向比例阀，两个电动球阀位于回转液压马达两侧，两个电液换向比例阀分别控制两个回转液压马达实现机械手回转机身的旋转运动精确定位，当机械手回转机身处于制动状态时，系统通过电动球阀切断供油的主油路，换成制动油源给回转液压马达反方向供油，使两个回转液压马达产生相反旋转动力，从而使机械手回转机身稳定地停在控制点，以实现机械手回转机身的精准制动。
[0011]俯仰机构驱动系统包括与俯仰用液压缸连接的液压通路且液压通路上设有背压阀和电液换向比例阀，采用一个电液换向比例阀控制一个俯仰用液压缸的液压同步驱动方式控制两个俯仰用液压缸实现机械手的俯仰动作，背压阀保证机械手垂直位置的空间位置稳定不动。
[0012]推拉机构驱动系统包括与推拉用液压缸连接的液压通路且液压通路上设有背压阀和电液换向比例阀，由电液换向比例阀控制推拉用液压缸，实现机械手的推拉运动。
[0013]喷枪机构驱动系统包括与喷枪旋转液压马达连接的液压通路且液压通路上设有两个电动球阀和一个电液换向比例阀，两个电动球阀位于喷枪旋转液压马达两侧，由电液换向比例阀控制喷枪旋转液压马达，实现喷枪的角度调整运动。
[0014]机械手回转机身安装在机械手底座的旋转部件上，通过安装于机械手底座上的两个回转液压马达上进行机械手在xy面上的旋转。
[0015]两个俯仰用液压缸安装在机械手回转机身的两侧下方，进行俯仰作业，控制机械手在z轴上的上下运动推动机械手后臂，通过两个俯仰用液压缸同时运作提供足够的推力。
[0016]推拉用液压缸安装在机械手回转机身的上侧中间部位，进行推拉作业，控制机械手在xy平面上的前后运动推拉机械手前臂，通过推拉用液压缸运作提供最够的推力拉力。
[0017]通过传感器得到待喷面的实时信息和凹坑位置，通过液压伺服驱动系统进行适时反馈，修改喷枪的喷涂角度、喷涂量和机械手的整体位姿，结合喷浆工作面大数据统计算法，保证喷枪始终指向预期喷射方向和设定正确的喷涂量。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过液压伺服驱动系统根据传感器实时获得的信息进行自适应调整喷涂参数，以实现喷涂效果的优化，并且避免过量喷涂和浪费喷涂材料情况的发生，同时提高生产效率，减少生产成本。
附图说明
[0019]图1为本专利技术中机械手主体结构的主视图；
[0020]图2为本专利技术中机械手主体结构的左视图；
[0021]图3为本专利技术中机械手连接的液压伺服驱动系统的示意图；
[0022]图4为本专利技术的工作流程示意图；
[0023]图5为本专利技术的逻辑控制图；
[0024]图中：1
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机械手底座；2
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回转液压马达；3
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机械手回转机身；4
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俯仰用液压缸；5
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推拉用液压缸；6
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机械手后臂；7
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机械手前臂；8
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传感器；9
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喷枪；10
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喷枪旋转液压马达；
[0025]以下将结合本专利技术的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
[0026]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷浆效果适时反馈的液压伺服喷浆机械手，其特征在于，包括机械手底座(1)、两个回转液压马达(2)、机械手回转机身(3)、两个俯仰用液压缸(4)、一个推拉用液压缸(5)、机械手后臂(6)、机械手前臂(7)、传感器(8)、喷枪(9)和一个喷枪旋转液压马达(10)；两个回转液压马达(2)安装在机械手底座(1)上并与机械手底座(1)上的旋转部件连接，机械手回转机身(3)安装在机械手底座(1)的旋转部件上，两个俯仰用液压缸(4)安装在机械手回转机身(3)两侧的下方，推拉用液压缸(5)安装在机械手回转机身(3)上侧中间部位，机械手后臂(6)通过旋转关节安装在机械手回转机身(3)上，机械手前臂(7)通过旋转关节安装在机械手后臂(6)上，喷枪(9)通过喷枪旋转液压马达(10)安装在机械手前臂(7)前端，喷枪(9)通过管道连接混凝土搅拌机，传感器(8)安装在喷枪(9)上；两个回转液压马达(2)、两个俯仰用液压缸(4)、推拉用液压缸(5)、喷枪旋转液压马达(10)均连接有液压伺服驱动系统，传感器(8)、液压伺服驱动系统连接有控制系统。2.根据权利要求1所述的一种喷浆效果适时反馈的液压伺服喷浆机械手，其特征在于，液压伺服驱动系统包括与两个回转液压马达(2)连接的回转机构驱动系统、与两个俯仰用液压缸(4)连接的俯仰机构驱动系统、与推拉用液压缸(5)连接的推拉机构驱动系统、与喷枪旋转液压马达(10)连接的喷枪机构驱动系统。3.根据权利要求2所述的一种喷浆效果适时反馈的液压伺服喷浆机械手，其特征在于，回转机构驱动系统包括与每个回转液压马达(2)连接的液压通路且液压通路上设有两个电动球阀和一个电液换向比例阀，两个电动球阀位于回转液压马达(2)两侧，两个电液换向比例阀分别控制两个回转液压马达(2)实现机械手回转机身(3)的旋转运动精确定位，当机械手回转机身(3)处于制动状态时，系统通过电动球阀切断供油的主油路，换成制动油源给回转液压马达(2)反方向供油，使两个回转液压马达(2)产生相反旋转动力，从而使机械手回转机身(3)稳定地停在控制点，以实现机械手回转机身(3)的精准制动。4.根据权利要求3所述的一种喷浆效果适时反馈的液压伺服喷浆机械手，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔恒，姜建胜，王文正，林雪冰，谭建忠，花延杰，司典浩，雷铭，李波，孟祥韬，李想，徐刚，赵瑞晨，赵云辉，张杨，商佳俊，杜博然，张星南，张迎伟，
申请(专利权)人：智动时代北京科技有限公司北京高新市政工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：