CN103215631A - 一种驱动冗余汽车涂装输送机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱动冗余汽车涂装输送机，属于机械制造及交通运输领域，该输送机包括行走机构和升降翻转机构两个功能部件，以及安装在升降翻转机构上的车体固定架；所述升降翻转机构包括冗余并联机构和连接机构，冗余并联机构直接连接在行走机构上，并通过连接机构连接成一整体；车体固定架安装在连接机构上，待加工的车体安装在车体固定架上。由于本发明的输送机采用了驱动冗余方式，可以提高输送机的刚度及最大动力学负载能力，使其能够适用于不同车型和大小车身的输送，增加了涂装输送机的柔性。

Description

一种驱动冗余汽车涂装输送机

技术领域

本发明属于机械制造及交通运输领域，涉及一种汽车涂装输送装置。

背景技术

前处理、电泳是车身在涂装车间的一道重要表面预处理工序。前处理、电泳过程中，车身固定在输送机上，通过输送机的动作实现车身的前进、升降和翻转等动作，因此前处理、电泳输送机的性能好坏直接影响着车身的表面预处理质量。传统的输送机（推杆悬链、摆杆运输链、自行葫芦）对漆前表面处理和电泳都不同程度地存在难以解决的问题或不利影响，如处理槽体无效容积大、吊具污染、车身封闭腔排气不良、带液量大等，存在这些问题的根本原因在于传统输送机无法实现车身翻转。车身翻转技术是一种车身在运动过程中，在前进的同时可以进行纵向翻滚的技术，主要应用于涂装车间前处理和电泳各工序间的强力冲洗、浸渍过程的输送。

目前，现代化汽车涂装线上的输送系统多采用RoDip输送机和多功能穿梭机。新一代实现车身翻转的RoDip输送机和多功能穿梭机，从全新的理念上彻底克服了传统输送机的问题，缩小了处理槽的容积，降低了运行成本，提高了涂层质量。但是，RoDip输送机和多功能穿梭机结构复杂、设备投资及运行、维护费用高。此外，RoDip输送机和多功能穿梭机在结构上也有一定的缺陷，两者均采用悬臂结构，悬臂梁很难承受较重载荷，因此单机只适合于小型轿车的电泳涂装。例如，为了对大、重型汽车车身进行涂装，需要同时使用两台多功能穿梭机（参考中国发明专利200410003154.2），这就导致控制复杂，效率低，费用高。

并联机构作为串联机构的一个重要补充，在一些应用场合，不仅可以实现串联机构的功能，且具有刚度高、承载能力强、模块化程度高、结构紧凑等特性。如果将并联机构应用于车身电泳输送设备中，其输送对象可以垂直入槽、船形槽改为矩形槽，能够较方便的实现汽车滚浸工艺。另外，动力学负载能力是输送机的一项非常重要性能指标，在并联机构输送机中引入驱动冗余可以进一步提高输送机的最大动力学负载能力，适应不同车型和不同大小车身的输送。因此，开发驱动冗余并联机构输送机对提高输送机最大动力学负载能力，实现涂装线上的柔性化生产具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了适应汽车涂装生产线对输送机柔性化的需求，引入驱动冗余，提出一种驱动冗余汽车涂装输送机。具有结构简单、易制造、刚度高和动态性能好的优点；可实现对车体的升降和前后倾斜，有效地保证了车体的前处理及电泳表面处理的质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种驱动冗余汽车涂装输送机，其特征在于，该输送机包括行走机构和升降翻转机构两个功能部件，以及安装在升降翻转机构上的车体固定架；所述升降翻转机构包括冗余并联机构和连接机构，冗余并联机构连接在行走机构上，并通过连接机构连接成一整体，车体固定架安装在连接机构上，待加工的车体安装在车体固定架上。

所述冗余并联机构包括第一冗余并联机构和第二冗余并联机构，两者在机构上完全对称，；每个冗余并联机构包括四个相同的分支和一个伸缩分支和动平台；四个分支及伸缩分支的一端分别与动平台连接，四个分支和一个伸缩分支的另一端分别连接在行走机构上；所述四个分支在空间上呈‘X’形布置，各个分支在结构上相同；两个动平台之间通过连接机构连接。

所述伸缩分支包括伸缩连杆、伸缩套筒、和若干转动副；伸缩连杆一端通过转动副与行走机构相连，另一端套在伸缩套筒中，伸缩套筒另一端通过转动副与动平台相连；伸缩连杆沿伸缩套筒进行伸缩运动，调整伸缩分支的长度，实现对动平台位置的调整。

本发明的有益效果是：其具有结构简单、易制造、刚度高和动态性能好的优点；其输送对象可以垂直入槽、船形槽改为矩形槽、节省了涂装线的占地面积、降低了漆液的成本；其结构合理、投资省、运行费用低，可实现对车体的升降和前后倾斜，有效地保证了车体的前处理及电泳表面处理的质量。此外，采用了驱动冗余方式，输送机具有更高的刚度及动力学负载能力，适合于不同车型和不同大小车身的涂装，适合生产线上的柔性生产。

附图说明

图1为本发明实施例的总体结构示意图

图2为本发明实施例的行走机构示意图

图3为本发明实施例的冗余并联机构结构示意图

图4为冗余并联机构中定长分支结构示意图

图5为冗余并联机构中伸缩分支结构示意图

图6为本发明实施例的车体固定架结构示意图

图7为本发明实施例中的动平台和连接机构的结构示意图

图中：01-导轨、2-行走底座、3-立柱、4-横梁、5-动平台、6-第一分支、7-第二分支、8-第三分支、9-第四分支、10-伸缩分支、11-连接机构、12-车体固定架、13-待加工的车体、011-右侧导轨、012-左侧导轨、013支撑脚、21-右侧底座、22-左侧底座、31-右后立柱、32-右前立柱、33-左后立柱、34-右后立柱、41-右横梁、42左横梁、43-后横梁、44-前横梁、61-第一连杆、62-第一滑块、63-第一转动副、64-第二转动副、71-第二连杆、72-第二滑块、73-第三转动副、74-第四转动副、81-第三连杆、82-第三滑块、83-第五转动副、84-第六转动副、91-第四连杆、92-第四滑块、93-第七转动副、94-第八转动副、101-伸缩杆、102-伸缩套筒、103-第九转动副、104-第十转动副、111、前段连板、112-后端连板、121-固定吊具、122-右固定爪、123-左固定爪

具体实施方式

本发明驱动冗余汽车涂装输送机结合附图及实施例详细说明如下：

本发明的驱动冗余汽车涂装输送机一个实施例的结构如图1所示，本发明所述的输送机包括行走机构和固定在行走机构上的升降翻转机构两个功能部件，以及安装在升降翻转机构上的车体固定架12。所述升降翻转机构包括冗余并联机构和连接机构11，冗余并联机构直接连接在行走机构上，并通过连接机构11连接成一整体；车体固定架12安装在连接机构11上，待加工的车体13安装在车体固定架12上。由于本发明专利采用了驱动冗余方式，输送机具有较高的刚度及动力学负载能力，适合于不同车型和不同大小车身的涂装，适合生产线上的柔性生产。

上述各部分具体结构分别说明如下：

本实施例的行走机构的具体结构如图1、2所示，所述行走机构包括导轨01、行走底座2、立柱3和横梁4。所述导轨01由右侧导轨011、左侧导轨012和支撑脚013组成，导轨011、012为相同的条状结构，两者位于同一高度且相互平行，支撑脚013沿导轨分布在导轨下方，起到支撑整个行走机构的作用。行走底座2由右侧底座21和左侧底座22组成，底座21、22为相同的条状结构，其下部设有与导轨相配合的凹槽，上部两端与立柱3相连接，底座21、22由驱动器（图中未画出）驱动，分别沿导轨011、012运动，完成输送机在生产线上的运动功能。立柱3由右后立柱31、右前立柱32、左后立柱33和左前立柱34组成，每个立柱为长条状中空结构，内部有丝杠等驱动装置（图中未画出），驱动冗余并联机构运动。立柱31、32下方固定在右侧底座21的两端，立柱33、34下方固定在左侧底座22的两端，四个立柱上方通过横梁4相互连接。横梁4由右横梁41、左横梁42、后横梁43和前横梁44组成。横梁41、42为长条状结构，中部有与冗余并联机构连接的转动副，横梁43、44下方分别有两个三角形支撑结构，用于提高横梁的承载能力。

在本实施例中，所述冗余并联机构包括第一冗余并联机构和第二冗余并联机构，分别通过丝杠连接在行走机构两侧的立柱上，两者之间通过连接机构连接；两者在机构上完全对称，以第一冗余并联机构为例对冗余并联机构的具体结构进行说明。如图3所示，第一冗余并联机构包括第一分支6、第二分支7、第三分支8、第四分支9、伸缩分支10以及动平台5。分支6、7、8、9及伸缩分支10的一端分别通过转动副与动平台5连接，分支6、7的另一端分别通过丝杠连接在右后立柱31上，分支8、9的另一端分别通过丝杠连接在右前立柱32上，伸缩分支10的另一端通过转动副连接在右横梁41上。所述分支6、7、8、9在空间上呈‘X’形布置，各个分支在结构上相同，以第一分支6为例对各个分支的具体结构进行说明。如图4所示，第一分支6包括第一连杆61、第一滑块62、第一转动副63和第二转动副64。第一连杆61为长条状结构，其一端通过第一转动副63与第一滑块62相连，另一端通过第二转动副64与动平台5相连。第一滑块62通过丝杠与行走机构中的右后立柱31相连，通过丝杠传动实现沿右后立柱31的运动，从而带动第一连杆61运动，实现升降和翻转功能。如图5所示，伸缩分支10包括伸缩连杆101、伸缩套筒102、第九转动副103和第十转动副104。伸缩连杆101为圆柱状结构，伸缩套筒102为中空圆柱状结构，伸缩连杆101一端通过第九转动副103与行走机构中的右横梁41相连，另一端套在伸缩套筒102中，伸缩套筒102另一端通过第十转动副104与动平台5相连。伸缩连杆101可以通过丝杠驱动沿伸缩套筒102进行伸缩运动，调整伸缩分支10的长度，实现对动平台5位置的调整。

本实施例中的车体固定架的具体结构如图6所示，所述车体固定架12包括固定吊顶121、右固定爪122和左固定爪123。车体固定架12通过固定吊顶121固定在连接机构上，待加工车体13通过固定爪122、123固定在车体固定架12上。

在本实施例中，为了提高机构的整体刚度，动平台5与连接机构11做一体化设计和制造，如图7所示。连接机构11由前段连板111和后端连板112组成，分别连接在动平台5的两端，起到连接第一、二冗余并联机构的作用，实现两个冗余并联机构的同步运动。

本实施例的工作原理是上述第一分支6、第二分支7、第三分支8、第四分支9、伸缩分支10、动平台5、右后立柱31、右前立柱32和右横梁41构成了平面并联机构。连杆61、71、81、91均为定长杆，滑块62、72、82、92可以分别通过丝杠驱动实现在立柱31、32上做垂直方向运动，从而控制连杆61、71、81、91的位置，再通过伸缩连杆101和伸缩套筒102的伸缩运动实现杆长的变化，从而控制动平台5的位置，使得动平台5可以在平面内做平动升降和转动翻转的运动，实现了并联机构平面三自由度运动。

在工作时，车体13安装在车体固定架12上，行走底座2由驱动器驱动沿导轨1运动，第一冗余并联机构和第二冗余并联机构同步运动，实现车体13升降和翻转运动的控制。当第一分支6、第二分支7的运动和第三分支8、第四分支9的运动同步时，车体13实现垂直方向运动，反之，车体13实现水平方向运动和翻转运动的复合运动。

在实际操作中，利用本发明所述的驱动冗余汽车涂装输送机对车体在电泳涂装生产线上进行输送。

本发明以一个汽车涂装输送机为例进行了说明，但是可以理解，本领域的技术人员在上述结构的基础上，对平面机构的机构和数量按照要求进行的适当调整，或对整体结构进行显而易见的替换或修改均应在本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种驱动冗余汽车涂装输送机，其特征在于，该输送机包括行走机构和升降翻转机构两个功能部件，以及安装在升降翻转机构上的车体固定架；所述升降翻转机构包括冗余并联机构和连接机构，冗余并联机构连接在行走机构上，并通过连接机构连接成一整体，车体固定架安装在连接机构上，待加工的车体安装在车体固定架上。

2.根据权利要求1所述的驱动冗余汽车涂装输送机，其特征在于，所述冗余并联机构包括第一冗余并联机构和第二冗余并联机构，两者在机构上完全对称，；每个冗余并联机构包括四个相同的分支和一个伸缩分支和动平台；四个分支及伸缩分支的一端分别与动平台连接，四个分支和一个伸缩分支的另一端分别连接在行走机构上；所述四个分支在空间上呈‘X’形布置，各个分支在结构上相同；两个动平台之间通过连接机构连接。

3.根据权利要求2所述的驱动冗余汽车涂装输送机，其特征在于，所述伸缩分支包括伸缩连杆、伸缩套筒、和若干转动副；伸缩连杆一端通过转动副与行走机构相连，另一端套在伸缩套筒中，伸缩套筒另一端通过转动副与动平台相连；伸缩连杆沿伸缩套筒进行伸缩运动，调整伸缩分支的长度，实现对动平台位置的调整。

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