[發(fā)明專利]一種懸掛式六自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911107297.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN110743736B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢鈞;魏迅;王正雨;訾斌;錢森;王道明;陳兵;蔣立軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B05B13/04
• 分類號(hào): B05B13/04;B05B15/68;B05B13/02;B25J9/00;B25J11/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發(fā)明涉及一種懸掛式六自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。包括噴涂機(jī)構(gòu)、傳送帶機(jī)構(gòu)、機(jī)架和噴槍；噴涂機(jī)構(gòu)包括并聯(lián)機(jī)構(gòu)和串聯(lián)機(jī)構(gòu)；并聯(lián)機(jī)構(gòu)通過定平臺(tái)和固定設(shè)于機(jī)架內(nèi)頂部；傳送帶機(jī)構(gòu)固定設(shè)于機(jī)架內(nèi)底部；并聯(lián)機(jī)構(gòu)通過動(dòng)平臺(tái)連接著串聯(lián)機(jī)構(gòu)；串聯(lián)機(jī)構(gòu)包括連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和三個(gè)電機(jī)，連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)底盤、中臂和下臂，噴槍設(shè)于下臂的下端；噴槍通過并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向移動(dòng)、通過串聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，共有六個(gè)自由度。工作時(shí)，由傳送帶機(jī)構(gòu)快速輸送工件，通過噴槍實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格的各類工件進(jìn)行多角度多方位噴涂。本發(fā)明的適應(yīng)性強(qiáng)，可適用于不同規(guī)格、不同形狀的復(fù)雜表面零件的噴涂。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種六自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人。

背景技術(shù)

相對(duì)于傳統(tǒng)的人工噴涂作業(yè)，噴涂機(jī)器人噴涂作業(yè)具有材料使用率高、噴涂質(zhì)量好、設(shè)備利用率高、生產(chǎn)效率高和應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)噴涂機(jī)器人的使用可以解放在惡劣環(huán)境中工作的工人，并大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，減少廢涂料和廢溶劑的排放，使工業(yè)生產(chǎn)更加綠色，并且適用于手工生產(chǎn)和工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線等場(chǎng)所。

噴涂機(jī)器人被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)在市場(chǎng)上的噴涂機(jī)器人大致可分為兩種，串聯(lián)噴涂機(jī)器人和并聯(lián)噴涂機(jī)器人，極少見到串并混聯(lián)的噴涂機(jī)器人。串聯(lián)噴涂機(jī)器人大多可分為坐標(biāo)機(jī)器人和關(guān)節(jié)機(jī)器人。坐標(biāo)機(jī)器人是能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多自由度的、多用途的操作機(jī)。而關(guān)節(jié)式噴涂機(jī)器人多采用5或6自由度關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，手臂有較大的運(yùn)動(dòng)空間，并可做復(fù)雜的軌跡運(yùn)動(dòng)，其腕部一般有2～3個(gè)自由度，可靈活運(yùn)動(dòng)，是工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的噴涂機(jī)器人。并聯(lián)噴涂機(jī)器人中以Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)最為多見，它是一個(gè)擁有3個(gè)自由度的閉環(huán)機(jī)構(gòu)，且通過并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)。通過繁瑣而精確的計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)末端機(jī)構(gòu)的移動(dòng)。

基于串聯(lián)機(jī)構(gòu)或并聯(lián)機(jī)構(gòu)兩者之一開發(fā)的噴涂機(jī)器人都有其自身突出的優(yōu)點(diǎn)，也擺脫不了各自的缺陷。串聯(lián)噴涂機(jī)器人雖然可以噴涂較為復(fù)雜的零件的外表面和內(nèi)表面，但運(yùn)動(dòng)范圍小，易產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差積累。而并聯(lián)噴涂機(jī)器人雖然結(jié)構(gòu)緊湊穩(wěn)定、精度高，但只能噴涂簡(jiǎn)單零件的外表面。目前的混聯(lián)機(jī)器人雖綜合了兩者之優(yōu)點(diǎn)，但還有很多地方有待改進(jìn)。公開號(hào)為CN103521381A的專利公布了一種轉(zhuǎn)臺(tái)立柱式五自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人，該發(fā)明專利雖然具有運(yùn)動(dòng)靈活，工作范圍大的特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)制造成本高，且應(yīng)多用于大型零部件的噴涂。公開號(hào)為CN104057442A的專利公布了一種五自由度混聯(lián)機(jī)器人，該發(fā)明專利中的并聯(lián)機(jī)構(gòu)采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)學(xué)求解困難、安裝調(diào)試?yán)щy，且串聯(lián)機(jī)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)和一個(gè)擺動(dòng)自由度，無法滿足復(fù)雜零件的噴涂加工。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決小型復(fù)雜零件的表面噴涂問題，本發(fā)明提供一種懸掛式六自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人。

一種懸掛式六自由度混聯(lián)噴涂機(jī)器人包括噴涂機(jī)構(gòu)、傳送帶機(jī)構(gòu)3、機(jī)架4和噴槍29。噴涂機(jī)構(gòu)包括并聯(lián)機(jī)構(gòu)1和串聯(lián)機(jī)構(gòu)2。所述并聯(lián)機(jī)構(gòu)1包括定平臺(tái)11、動(dòng)平臺(tái)16和三副結(jié)構(gòu)相同的連桿機(jī)構(gòu)，三副連桿機(jī)構(gòu)呈并聯(lián)狀連接在定平臺(tái)11和動(dòng)平臺(tái)16之間；并聯(lián)機(jī)構(gòu)1通過定平臺(tái)11和固定設(shè)于機(jī)架4內(nèi)頂部；所述傳送帶機(jī)構(gòu)3固定設(shè)于機(jī)架4內(nèi)底部；

所述并聯(lián)機(jī)構(gòu)1的動(dòng)平臺(tái)16連接著串聯(lián)機(jī)構(gòu)2；

所述串聯(lián)機(jī)構(gòu)2包括連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一電機(jī)210、第二電機(jī)211和第三電機(jī)212；所述連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)底盤23、中臂25和下臂26，所述中臂25分別連接著旋轉(zhuǎn)底盤23和下臂26；第一電機(jī)210設(shè)于并聯(lián)機(jī)構(gòu)1的動(dòng)平臺(tái)16上，其輸出軸與旋轉(zhuǎn)底盤23固定連接，第二電機(jī)211設(shè)于下臂26的上部，第三電機(jī)212設(shè)于中臂25上，所述噴槍29設(shè)于下臂26的下端。

噴槍29通過并聯(lián)機(jī)構(gòu)1實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向移動(dòng)、通過串聯(lián)機(jī)構(gòu)2實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；

工作時(shí)，由傳送帶機(jī)構(gòu)3快速輸送工件，通過噴槍29實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格的各類工件進(jìn)行多角度多方位噴涂。

進(jìn)一步限定的技術(shù)方案如下：