CN103264387B - 立柱式油罐喷涂机器人本体机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种立柱式油罐喷涂机器人的本体机构，包括工作臂部分，提升机构部分，立柱机构部分。其中，工作臂包括结构相同位置对称的左、右两个工作臂，左、右工作臂上都有臂上小车行走机构和臂下小车行走机构；提升机构部分包括上、下两根钢缆，上根钢缆的两端分别与腰转部分的左侧和右侧连接；下根钢缆的一端与立柱底板连接，另一端缠结在卷扬机的卷筒上；立柱机构部分，立柱中间部位设有可上下移动的连接盘，通过该盘使立柱与油罐的排气孔连接在一起；立柱的罐底固定部分通过磁吸固定在罐底。本发明的立柱式油罐喷涂机器人本体机构，可以很灵活的驱动两个工作臂平稳升降，机构占地少，固定方式可靠，安装与拆卸方便，适用罐形广泛。

Description

立柱式油罐喷涂机器人本体机构

技术领域

本发明涉及一种油罐喷涂机器人的本体机构，尤其涉及一种立柱式油罐喷涂机器人的本体机构。

背景技术

目前，针对大型油罐内壁进行喷涂维护的设备紧缺，尤其是可以替代人工操作的自动化设备。

中国专利申请CN1951641A公开了一种洞库油罐除锈及喷漆两用机器人，其采用门式桁架的驱动机构，机械手沿门型导轨移动。但门式桁架结构跨度大，立柱承受的荷载大，整个装置特别是门式桁架部分体形庞大，门式桁架立柱等支撑结构件笨重，既不利于制造材料的节约，安装和拆卸又多有不便，加上门式桁架结构机器人一般只能安装在大型油罐罐体的外面，其作业面仅仅限于大型油罐的外壁。

中国专利申请CN102079339公开了一种储油罐表面作业机器人，其作业器具安装在机架部分的公共平台上，通过采用两组行走方向相互垂直、吸附力可调的电磁履带之间的切换，实现机器人装置的行走与转向，进行焊接、探伤、喷涂等作业。显然，该储油罐表面作业机器人只能在罐体表面较平坦的区域进行小范围的工作作业，不能用于罐体竖立表面区域作业。

中国专利申请CN201154480Y公开了一种球型油罐清洗机器人，主要由行走机构、升降机构、旋转机构、摆动机构、伸展机构和机械手臂几部分组成。采用电机控制，利用行走小车行走于球形油罐底部，进行清洗作业。该机器人仅能对油罐底部进行清洗作业，无法用于大型油罐内壁的清洗作业。

本发明的立柱式油罐喷涂机器人本体机构采用立柱式安装方式，将机器人本体结构的立柱底部磁吸于罐底，立柱的上部与油罐光孔连接，两个大臂沿立柱升降，机械手沿大臂移动。采用本发明的立柱式油罐喷涂机器人本体机构制成的机器人适用于对油罐内部进行全方位喷涂作业。

发明内容

本发明的任务是提供一种适用于油罐内部全方位喷涂作业机器人的立柱式本体机构。

本发明要解决的技术问题是通过采用模块化分总成装配和磁吸技术达到安装和拆卸方便的技术问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术解决方案是：

一种立柱式油罐喷涂机器人的本体机构，包括：

工作臂部分，包括：左工作臂、右工作臂；左、右工作臂对称地通过连接座安装在腰转部分框架的上端，又通过其中部各伸出的两个支撑杆部分与框架的下端相连；

提升机构部分，包括卷扬机、定滑轮、动滑轮、钢缆索具、钢缆；

立柱机构部分，包括罐底固定部分、立柱首节、立柱顶节，立柱节、与排气孔连接盘，立柱首节下方焊有一个滑轮托架，托架上安装一个定滑轮，底部设有一方形接盘，它与罐底固定部分通过螺钉连接在一起，另有一个吊环及钢缆索具也安装在其上，且首节上部通过接口与立柱节相连，立柱节有若干个，可根据油罐的高度来选择，它们也都通过标准接口连接，最上部的那一节与立柱顶节相连；立柱顶节上设有对称的两个滑轮座，在其上分别安装一个定滑轮，中间部位设有可上下移动的连接盘，通过该盘使立柱与油罐的排气孔连接在一起；罐底固定部分由左磁铁、右磁铁、底板、卷扬机构成，其中左磁铁和右磁铁分别镶嵌在底板中，且通过一个把手控制其吸合；卷扬机安装在底板的一侧。

上述左工作臂与右工作臂的结构相同，左工作臂和右工作臂都包括：大臂首节、若干大臂单节、大臂末节、支撑杆部分、臂上小车行走机构、臂下小车行走机构、链条接口部分、横移驱动单元、从动链轮组等。

上述工作臂，根据作业油罐内径的大小不同，可以适当增减大臂单节的数量。大臂首节、末节的主体结构都与单节相同，只是节长不同；每个单节还包括：上滚道、下滚道、上支连角铁、下支连角铁、立角铁、上横连角铁、下横连角铁。其中，两个上滚道对称地焊接在若干立角铁的上端，两个下滚道对称地焊接在若干立角铁的下端，中间分别由上、下支连角铁和上、下横连角铁焊接在一起，使单节整体曾长方笼型。在大臂首节上还安装有横移驱动单元，在大臂末节上还安装有从动链轮组。

上述横移驱动单元，包括：链轮、链轮托、架、轴承组件、马达、齿轮组、支架、马达座等。其中，链轮架与支架通过一托板连接在一起，整体固定在大臂首节的左、右下支连角铁上，链轮轴两端的轴承分别安装在链轮架与支架的通孔中；安装在链轮轴左侧的轴承，其轴承外圈与链轮架孔接触，轴向由安装在轮轴左侧的挡圈定位；端盖紧贴在轴承外圈的外环端面上，通过螺钉固定在链轮架左侧端面上；轮轴右端的两个轴承背对背安装在轴肩右侧，轴承外圈与支架孔接触，轴向由安装在轮轴右侧的两个锁紧螺母定位；端盖紧贴在轴承外圈端面上，通过螺钉固定在支架右侧端面上，轴与支架、链轮架以及端盖之间还设有密封油毡；链轮通过螺栓固定在链轮托上，形成一个整体，并安装在轮轴的中部轴肩处，轴向通过轴套和顶丝固定，径向通过键与轴相连；在链轮轴的最左端，安装齿轮，也是通过键与轴连接，该齿轮与马达输出轴端部的齿轮相啮合；因马达的输出轴与其轴线垂直，故马达立式安装在马达座上。

上述从动链轮组安装在大臂末节上，其结构与驱动轮组相同。驱动轮组与从动轮组之间通过链条连接，链条分为左、右两段，左段链条的右端安装在上部小车的左端，绕过驱动链轮，再安装在下部小车的右端；右段链条的左端与上部小车的右端相连，绕过从动链轮，再与下部小车的右端连接。链条与小车的连接，设有专用接口部分，上部小车与下部小车的左、右两端各设有一个，共四个，其结构相同；其中每个接口都包括：固定轴、连接卡板、锁紧螺母，链条末端四节装入卡板中间，用四个固定轴分别穿过链条的四个压片，并与卡板铆接在一起；连接卡板的另一端是丝杆，它从小车底部的孔中穿过，在其左、右两边各安装一个锁紧螺母。

上述工作臂支撑杆部分，每个臂都有前后分别对称安置的一对相同的支撑杆，每个支撑杆还包括：接盘、转轴、接头、上接杆、上锁紧螺母、调整杆、下锁紧螺母、下接杆。其中，接盘通过螺钉与大臂连接，接盘上焊接一转轴，接头安装在转轴上，并能绕转轴旋转，其另一端通过螺纹与上接杆的内螺纹端连接；上接杆的外螺纹端从调整杆的一端螺纹旋入，再用上锁紧螺母紧定；调整杆的另一端与下接杆连接，通过下锁紧螺母紧定；调整杆中部有一通孔，调整支撑杆角度时，可把工具插入孔中转动调整杆，使支撑杆伸长或缩短；下接杆通过转轴与接盘和腰转机构相连。

上述臂上小车行走机构，左工作臂和右工作臂各有相同的一套，每套包括：两副相同的上滚轮组、三副相同的浮动轮组、小车架、链条接口部分。滚轮组的排列顺序依次是：浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组。

上述上滚轮组，包括：上轮桥、上滚轮、轴承座、端盖、挡圈、轴承、上轮轴、锁紧螺母；左、右两个滚轮的结构与安装方式相同，滚轮设有轮缘，它们同时卡在滚道上运行；两个轴承面对面安装在轴承座内，轴承座又安装在滚轮的通孔中，通过螺钉连接，端盖紧贴轴承的外圈，用螺钉与轴承座连接，轴承的左端用安装在上轮轴上的挡圈限位，轴承座与轮轴之间加装密封油毡；上滚轮轴的左端穿过上轮桥的通孔，轴肩贴近轮桥端面，并用螺钉连接，在轮轴右端螺纹处，安装一个锁紧螺母紧定；上轮桥通过螺栓连接在小车底板的下方。

上述浮动轮组，包括：浮动轮桥、浮动轮、轴承座、压盖、挡圈、轴承、浮动轮轴、背帽；左、右两个浮动轮的结构与安装方式相同，它们同时在滚道下方运行；两个轴承面对面安装在轴承座内，轴承座又安装在滚轮的通孔中，通过螺钉连接，端盖紧贴轴承外圈，用螺钉与轴承座连接，轴承的右端用安装在上轮轴上的挡圈限位，轴承座与轮轴之间加装密封油毡；浮动轮轴的左端穿过浮动轮桥的通孔，轴肩贴近轮桥端面，并用螺钉连接，在轮轴右端螺纹处，安装有一个锁紧螺母；浮动轮桥安装在两个并列的导杆上，导杆与浮动轮桥的下方分别安装有弹簧，导杆的上端与小车的底板连接。

上述臂下小车行走机构，在左工作臂和右工作臂上各有相同的一套，每套包括：两副相同的上滚轮组、三副相同的浮动轮组、小车架、链条接口部分。滚轮组的排列顺序依次是：浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组。上滚轮组的结构与组成和臂上小车的上滚轮组完全相同，它通过臂下小车轮桥与小车的底板相连。浮动轮组的结构与组成和臂上小车的浮动轮组完全相同，它安装在臂下小车支撑轮桥上，轮桥安装在两个并列的导杆上，导杆与浮动轮桥的下方分别安装有弹簧，导杆的下端与小车的底板连接。

上述提升机构部分中，钢缆分上、下两根，上根钢缆的一端通过钢缆索具与腰转部分的左侧连接，另一端上行绕过立柱上部的左侧定滑轮，再下行绕过动滑轮组的上部滑轮，然后上行绕过立柱上部的右侧定滑轮，再下行通过索具与腰转部分的右侧连接；下根钢缆的一端通过索具与立柱底板连接，另一端上行绕过动滑轮组的下部滑轮，再下行绕过底部滑轮，最后缠结在卷扬机的卷筒上。

上述动滑轮组，包括：上滑轮部分、下滑轮部分，且两部分的结构与组成相同。每个滑轮部分还包括：轴承压盖、挡圈、左右止动板、左右支板、滑轮轴、轴承、动滑轮等。其中，两个轴承背对背安装在滑轮轴的中部，左侧挡圈限定轴承轴向位置，轴承外圈与动滑轮的内孔接合，轴承压盖紧贴其外圈的端面，并用螺钉与动滑轮左侧端面连接；滑轮轴的两端分别穿过左、右支板的通孔，再分别通过左、右止动板用螺钉和支板固定；端盖及动滑轮与滑轮轴之间分别安装有密封油毡与唇形密封。

本发明的立柱式油罐喷涂机器人本体机构，可以很灵活的驱动两个工作臂平稳升降；当喷涂油罐圆柱体内壁面时，两个机械手分别停止在大臂的末端；喷拱顶时，可以很方便的调整好大臂的倾斜角度，然后驱动机械手边移动变喷涂；喷油罐内底面时，调整大臂呈水平状态，把机械手悬置在大臂的下方，同时驱动机械手沿大臂移动；因此，采用本发明的立柱式油罐喷涂机器人本体机构制成的机器人实现了对油罐内部进行全方位喷涂作业。

本发明的立柱式油罐喷涂机器人本体机构，通过采用模块化分总成装配和磁吸技术实现了安装和拆卸方便的目的。

本发明的立柱式油罐喷涂机器人本体机构，占地少，固定方式可靠，安装与拆卸方便，整个装置立柱和工作臂的长度和高度可根据具体需要进行长度调节，因此适用的罐形更广泛。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种实施方式的整体结构原理示意图；

图2为图1的局部原理示意图，主要示出了工作臂部分；

图3为图2的局部原理剖视示意图，主要示出了工作臂断面部分；

图4为图2的局部原理剖视示意图，主要示出了上、下小车的主动轮机构；

图5为图2的局部原理剖视示意图，主要示出了上、下小车的浮动轮机构；

图6为图2的局部原理剖视示意图，主要示出了链轮驱动部分；

图7为图1的局部原理示意图，主要示出了立柱与提升部分；

图8为图7的局部原理剖视示意图，主要示出了动滑轮机构。

图中01．提升部分，02．立柱部分，03．机械手部分，04．工作臂部分，05．腰转部分，06．横移驱动部分；

201．连接座，202．横移驱动单元，203．大臂首节，204．大臂单节，205．链条，206.固定轴，207.连接卡板，208.锁紧螺母，210.车架，211.大臂末节，212.从动链轮组，213.限位开关，214.接盘，215.转轴，216.接头，217.上接杆，218.上锁紧螺母，219.调整杆，220.下锁紧螺母，221.下接杆，222.浮动轮组，223.上滚动轮组；

301.上滚道，302.上支连角铁，303.立角铁，304.下支连角铁，305.上横连角铁，306.下横连角铁，307.下滚道；

401.螺栓，402.上轮桥，403.上滚轮，404.轴承座，405.端盖，406.挡圈，407.轴承，408.密封油毡，409.固定螺钉，410.臂下小车轮桥，411.连接螺栓，412.上轮轴，413.锁紧螺母，414.臂下小车底板；

501.螺母，502.导杆，503.弹簧，504.浮动轮桥，505.浮动轮轴，506.连接螺钉，508.臂下小车支撑轮轴，509.导杆，510.臂下小车支撑轮桥，511.弹簧，512.导杆螺母，513.浮动轮，514.轴承座，515.轴承，516.压盖，517.挡圈，518.密封油毡，519.背帽；

601.链轮，602.螺栓，603.链轮托架，604.链轮架，605.轴承，606.端盖，607.挡圈，608.密封油毡，609.链轮轴，610.轴套，611.支架，612.密封油毡，613.马达座，614.轴承，615.端盖，616.紧定螺钉，617.齿轮（与马达连），618.键，619.齿轮，620.顶丝，621.键，622.马达；

701.定滑轮，702.滑轮座，703.立柱节，704.钢缆索具，705.吊环，706.左磁铁，707.底板，708.立柱顶节，709.连接盘，710.钢缆，711.底部滑轮，712.滑轮托架，713.卷扬机，714.右磁铁；

801.轴承压盖，802.挡圈，803.密封油毡，804.左止动板，805.左支板，806.唇形密封圈，807.滑轮轴，808.右止动板，809.右支板，810.轴承，811.动滑轮。

具体实施方式

参看图1，包括了本发明的一种立柱式油罐喷涂机器人，主要包括以下6个部分：提升部分01，立柱部分02，两个机械手部分03，两个工作臂部分04，腰转部分05，两个横移驱动部分06。

下面结合附图，详细描述包括了本发明的立柱式油罐喷涂机器人立柱式油罐喷涂机器人的总体结构及6个部分的结构，及其6个部分相互连接、相互运动的结构，旨在更清楚地说明本发明立柱式油罐喷涂机器人本体结构是如何支持立柱式油罐喷涂机器人在油罐体进行喷涂时，在各自由度方向上工作的：

本发明的提升机构部分01，包括卷扬机、定滑轮、动滑轮、钢缆索具、钢缆。其中，钢缆分上、下两根，上根钢缆的一端通过钢缆索具与腰转部分的左侧连接，另一端上行绕过立柱上部的左侧定滑轮，再下行绕过动滑轮组的上部滑轮，然后上行绕过立柱上部的右侧定滑轮，再下行通过索具与腰转部分的右侧连接；下根钢缆的一端通过索具与立柱底板连接，另一端上行绕过动滑轮组的下部滑轮，再下行绕过底部滑轮，最后缠结在卷扬机的卷筒上。

本发明的立柱机构部分02，包括罐底固定部分、立柱首节、立柱顶节，立柱节、与排气孔连接盘。立柱机构中，立柱首节下方焊有一个滑轮托架，托架上安装一个定滑轮，底部设有一个方形接盘，它与罐底固定部分通过螺钉连接在一起，另有一个吊环及钢缆索具也安装在其上，且首节上部通过接口与立柱节相连，立柱节有若干个，可根据油罐的高度来选择，它们也都通过标准接口连接，最上部的那一节与立柱顶节相连；立柱顶节上设有对称的两个滑轮座，在其上分别安装一个定滑轮，中间部位设有可上下移动的连接盘，通过该盘使立柱与油罐的排气孔连接在一起；罐底固定部分由左磁铁、右磁铁、底板、卷扬机构成，其中左磁铁和右磁铁分别镶嵌在底板中，且通过一个把手控制其吸合；卷扬机安装在底板的一侧。

包括了本发明的立柱式油罐喷涂机器人的两个机械手部分03安装在小车行走机构，该小车行走机构安装在本发明的两个工作臂部分04上。如图所示，小车行走机构包括臂上小车行走机构和臂下小车行走机构两部分。其中，臂上小车行走机构，在左工作臂和右工作臂上各有相同的一套，每套包括：两副相同的上滚轮组、三副相同的浮动轮组、小车架、链条接口部分。滚轮组的排列顺序依次是：浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组。其中，上滚轮组，包括：上轮桥、上滚轮、轴承座、端盖、挡圈、轴承、上轮轴、锁紧螺母；左、右两个滚轮的结构与安装方式相同，滚轮设有轮缘，它们同时卡在滚道上运行；两个轴承面对面安装在轴承座内，轴承座又安装在滚轮的通孔中，通过螺钉连接，端盖紧贴轴承的外环，用螺钉与轴承座连接，轴承的左端用安装在上轮轴上的挡圈限位，轴承座与轮轴之间加装密封油毡；上滚轮轴的左端穿过上轮桥的通孔，轴肩贴近轮桥端面，并用螺钉连接，在轮轴右端螺纹处，安装一个锁紧螺母紧定；上轮桥通过螺栓连接在小车底板的下方。上述浮动轮组，包括：浮动轮桥、浮动轮、轴承座、压盖、挡圈、轴承、浮动轮轴、背帽；左、右两个浮动轮的结构与安装方式相同，它们同时在滚道下方运行；两个轴承面对面安装在轴承座内，轴承座又安装在滚轮的通孔中，通过螺钉连接，端盖紧贴轴承的外环，用螺钉与轴承座连接，轴承的右端用安装在上轮轴上的挡圈限位，轴承座与轮轴之间加装密封油毡；浮动轮轴的左端穿过浮动轮桥的通孔，轴肩贴近轮桥端面，并用螺钉连接，在轮轴右端螺纹处安装有一个锁紧螺母；浮动轮桥安装在两个并列的导杆上，导杆与浮动轮桥的下方分别安装有弹簧，导杆的上端与小车的底板连接。

上述臂下小车行走机构在左工作臂和右工作臂上各有相同的一套，每套包括：两副相同的上滚轮组、三副相同的浮动轮组、小车架、链条接口部分。滚轮组的排列顺序依次是：浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组。上滚轮组的结构与组成和臂上小车的上滚轮组完全相同，它通过臂下小车轮桥与小车的底板相连。浮动轮组的结构与组成和臂上小车的浮动轮组完全相同，它安装在臂下小车支撑轮桥上，轮桥安装在两个并列的导杆上，导杆与浮动轮桥的下方分别安装有弹簧，导杆的下端与小车的底板连接。

上述动滑轮组，包括：上滑轮部分、下滑轮部分，且两部分的结构与组成相同。每个滑轮部分还包括：轴承压盖、挡圈、左右止动板、左右支板、滑轮轴、轴承、动滑轮等。其中，两个轴承背对背安装在滑轮轴的中部，左侧挡圈限定轴承轴向位置，轴承外圈与动滑轮的内孔接合，轴承压盖紧贴其外圈的端面，并用螺钉与动滑轮左侧端面连接；滑轮轴的两端分别穿过左、右支板的通孔，再分别通过左、右止动板用螺钉和支板固定；轴承端盖及动滑轮与滑轮轴之间分别安装有密封油毡与唇形密封。

本发明的两个工作臂部分04，包括：左工作臂、右工作臂；左、右工作臂对称地通过连接座安装在腰转部分框架的上端，又通过其中部各伸出的两个支撑杆部分与框架的下端相连。上述左工作臂与右工作臂结构相同，为了简洁，本发明仅仅描述左工作臂的具体结构，左工作臂都包括：大臂首节、若干大臂单节、大臂末节、支撑杆部分、臂上小车行走机构、臂下小车行走机构、链条接口部分、横移驱动单元、从动链轮组等。上述工作臂，根据作业油罐内径的大小不同，可以适当增减大臂单节的数量。其中，大臂首节、末节的主体结构都与单节相同，只是节长不同，每个单节还包括：上滚道、下滚道、上支连角铁、下支连角铁、立角铁、上横连角铁、下横连角铁。

包括了本发明的立柱式油罐喷涂机器人的腰转机构05与本发明的两个工作臂部分04通过支撑杆连接。

如图1所示，左工作臂和右工作臂都有前后分别对称安置的一对相同的支撑杆，每个支撑杆包括：接盘、转轴、接头、上接杆、上锁紧螺母、调整杆、下锁紧螺母、下接杆。其中，接盘通过螺钉与大臂连接，接盘上焊接一转轴，接头安装在转轴上，并能绕转轴旋转，其另一端通过螺纹与上接杆的内螺纹端连接；上接杆的外螺纹端从调整杆的一端螺纹旋入，再用上锁紧螺母紧定；调整杆的另一端与下接杆连接，通过下锁紧螺母紧定；调整杆中部有一通孔，调整支撑杆角度时，可把工具插入孔中转动调整杆，使支撑杆伸长或缩短；下接杆通过转轴与接盘和腰转机构05相连。

本发明的两个横移驱动单元06，包括：链轮、链轮托、架、轴承组件、马达、齿轮组、支架、马达座等。其中，链轮架与支架通过一托板连接在一起，整体固定在大臂首节的左、右下支连角铁上，链轮轴两端的轴承分别安装在链轮架与支架的通孔中；安装在链轮轴左侧的轴承，其轴承外圈与链轮架孔接触，轴向由安装在轮轴左侧的挡圈定位；端盖紧贴在轴承外圈的外环端面上，通过螺钉固定在链轮架左侧端面上；轮轴右端的两个轴承背对背安装在轴肩右侧，外环与支架孔接触，轴向由安装在轮轴右侧的两个锁紧螺母定位；端盖紧贴在轴承外圈的外环端面上，通过螺钉固定在支架右侧端面上，轴与支架、链轮架以及端盖之间还设有密封油毡；链轮通过螺栓固定在链轮托上，形成一个整体，并安装在轮轴的中部轴肩处，轴向通过轴套和顶丝固定，径向通过键与轴相连；在链轮轴的最左端，安装齿轮，也是通过键与轴连接，该齿轮与马达输出轴端部的齿轮相啮合；因马达的输出轴与其轴线垂直，故马达立式安装在马达座上。

如图所示，上述从动链轮组安装在大臂末节上，其结构与驱动轮组相同。驱动轮组与从动轮组之间通过链条连接，链条分为左、右两段，左段链条的右端安装在上部小车的左端，绕过驱动链轮，再安装在下部小车的右端；右段链条的左端与上部小车的右端相连，绕过从动链轮，再与下部小车的右端连接。链条与小车的连接，设有专用接口部分，上部小车与下部小车的左、右两端各设有一个，共四个，其结构相同；其中每个接口都包括：固定轴、连接卡板、锁紧螺母，链条末端四节装入卡板中间，用四个固定轴分别穿过链条的四个压片，并与卡板铆接在一起；连接卡板的另一端是丝杆，它从小车底部的孔中穿过，在其左、右两边各安装一个锁紧螺母。

下面结合附图重点对本发明的立柱式机器人本体结构部分作出更为详细的说明：

结合图2、图3所示，上述工作臂，根据作业油罐内径的大小不同，可以适当增减大臂单节204的数量。大臂首节203、末节211的主体结构都与单节相同，只是节长不同。两个上滚道301对称地焊接在若干立角铁303的上端，两个下滚道307对称地焊接在若干立角铁的下端，中间分别由上302、下304支连角铁和上305、下306横连角铁焊接在一起，使单节整体呈长方笼型。在大臂首节上还安装有横移驱动单元，在大臂末节上还安装有从动链轮组。

结合图6所示，上述横移驱动单元中，链轮架604与支架611通过一托板连接在一起，整体固定在大臂首节的左、右下支连角铁上，链轮轴609两端的轴承分别安装在链轮架与支架的通孔中；安装在链轮轴左侧的轴承605，其外圈与链轮架孔接触，轴向由安装在轮轴左侧的挡圈607定位；端盖606紧贴在轴承外圈端面上，通过螺钉固定在链轮架左侧端面上；轮轴右端的两个轴承614背对背安装在轴肩右侧，轴承外圈与支架孔接触，轴向由安装在轮轴右侧的两个锁紧螺母616定位；端盖615紧贴在轴承的外环端面上，通过螺钉固定在支架右侧端面上，轴与支架、链轮架以及端盖之间还设有密封油毡612；链轮601通过螺栓602固定在链轮托603上，形成一个整体，并安装在轮轴的中部轴肩处，轴向通过轴套610和顶丝620固定，径向通过键621与轴相连；在链轮轴的最左端，安装齿轮619，也是通过键618与轴连接，该齿轮与马达622输出轴端部的齿轮617相啮合；因马达的输出轴与其轴线垂直，故马达立式安装在马达座613上。

结合图2所示，上述从动链轮组212安装在大臂末节上，其结构与驱动轮组相同。驱动轮组与从动轮组之间通过链条205连接，链条分为左、右两段，左段链条的右端安装在上部小车210的左端，绕过驱动链轮601，再安装在下部小车的右端；右段链条的左端与上部小车的右端相连，绕过从动链轮，再与下部小车的右端连接。链条与小车的连接，设有专用接口部分，上部小车与下部小车的左、右两端各设有一个，共四个，其结构相同；其中每个接口都包括：固定轴206、连接卡板207、锁紧螺母208，链条末端四节装入卡板中间，用四个固定轴分别穿过链条的四个压片，并与卡板铆接在一起；连接卡板的另一端是丝杆，它从小车底部的孔中穿过，在其左、右两边各安装一个锁紧螺母。

结合图2所示，上述工作臂支撑杆部分，接盘214通过螺钉与大臂连接，接盘上焊接一转轴215，接头216安装在转轴上，并能绕转轴旋转，其另一端通过螺纹与上接杆217的内螺纹端连接；上接杆的外螺纹端从调整杆219的一端螺纹旋入，再用上锁紧螺母218紧定；调整杆219的另一端与下接杆221连接，通过下锁紧螺母220紧定；调整杆219中部有一通孔，调整支撑杆角度时，可把工具插入孔中转动调整杆219，使支撑杆伸长或缩短；下接杆211通过转轴与接盘和腰转机构相连。

结合图2所示，上述臂上小车行走机构，左工作臂和右工作臂各有相同的一套，每套包括：两副相同的上滚轮组223、三副相同的浮动轮组222、小车架210、链条接口部分。滚轮组的排列顺序依次是：浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组。

结合图4所示，上述上滚轮组，左、右两个滚轮403的结构与安装方式相同，滚轮设有轮缘，它们同时卡在滚道上运行；两个轴承407面对面安装在轴承座404内，轴承座又安装在滚轮的通孔中，通过螺钉连接，端盖405紧贴轴承的外环，用螺钉与轴承座连接，轴承的左端用安装在上轮轴上的挡圈406限位，轴承座与轮轴之间加装密封油毡408；上滚轮轴412的左端穿过上轮桥402的通孔，轴肩贴近轮桥端面，并用螺钉409连接，在轮轴右端螺纹处，安装一个锁紧螺母413紧定；上轮桥通过螺栓401连接在小车底板的下方。

结合图5所示，上述浮动轮组，左、右两个浮动轮513的结构与安装方式相同，它们同时在滚道下方运行；两个轴承515面对面安装在轴承座514内，轴承座又安装在浮动轮的通孔中，通过螺钉连接，压盖516紧贴轴承的外环，用螺钉与轴承座连接，轴承的右端用安装在上轮轴上的挡圈517限位，轴承座与轮轴之间加装密封油毡518；浮动轮轴的左端穿过浮动轮桥504的通孔，轴肩贴近轮桥端面，并用螺钉506连接，在轮轴右端螺纹处，安装一个锁紧螺母519紧定；浮动轮桥安装在两个并列的导杆502上，导杆与浮动轮桥的下方分别安装有弹簧503，导杆的上端与小车的底板连接，并用螺母501紧固。

结合图4、图5所示，上述臂下小车行走机构，左工作臂和右工作臂各有相同的一套，每套包括：两副相同的上滚轮组223、三副相同的浮动轮组222、小车架、链条接口部分。滚轮组的排列顺序依次是：浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组。上滚轮组的结构与组成和臂上小车的上滚轮组完全相同，它通过臂下小车轮桥410与小车的底板414相连。浮动轮组的结构与组成和臂上小车的浮动轮组完全相同，它安装在臂下小车支撑轮桥510上，轮桥安装在两个并列的导杆509上，导杆与浮动轮桥的下方分别安装有弹簧511，导杆的下端与小车的底板连接。

结合图7、图8所示，上述提升机构部分中，钢缆710分上、下两根，上根钢缆的一端通过钢缆索具与腰转部分的左侧连接，另一端上行绕过立柱上部的左侧定滑轮701，再下行绕过动滑轮组的上部滑轮811，然后上行绕过立柱上部的右侧定滑轮，再下行通过索具与腰转部分的右侧连接；下根钢缆的一端通过索具704与立柱底板707连接，另一端上行绕过动滑轮组的下部滑轮，再下行绕过底部滑轮711，最后缠结在卷扬机713的卷筒上。

结合图8所示，上述动滑轮组，包括：上滑轮部分、下滑轮部分，且两部分的结构与组成相同。两个轴承810背对背安装在滑轮轴807的中部，左侧挡圈802限定轴承轴向位置，轴承的外环与动滑轮811的内孔接合，轴承压盖801紧贴其外环端面，并用螺钉与动滑轮左侧端面连接；滑轮轴的两端分别穿过左805、右809支板的通孔，再分别通过左804、右808止动板用螺钉和支板固定；轴承端盖及动滑轮与滑轮轴之间分别安装有密封油毡803与唇形密封806。

结合图7所示，上述立柱机构中，立柱首节下方焊有一个滑轮托架712，托架上安装一个定滑轮711，底部设有一方形接盘，它与罐底固定部分通过螺钉连接在一起，另有一个吊环705及钢缆索具704也安装在其上，且首节上部通过接口与立柱节703相连，立柱节有若干个，可根据油罐的高度来选择，它们也都通过标准接口连接，最上部的那一节与立柱顶节708相连；立柱顶节上设有对称的两个滑轮座702，在其上分别安装一个定滑轮701，中间部位设有可上下移动的连接盘709，通过该盘使立柱与油罐的排气孔连接在一起；左706、右磁铁714镶嵌在底板707中，且通过一个把手控制其吸合；卷扬机713安装在底板的一侧。

本发明的立柱式油罐喷涂机器人本体机构工作时，提升机构部分可以很灵活的驱动两个工作臂平稳升降；当喷涂油罐圆柱体壁面时，两个机械手分别停止在大臂的末端；喷涂拱顶时，先把工具插入调整杆中部的孔中，使之转动，让支撑杆缩短，以便调整大臂的倾斜角度，然后驱动机械手边移动变喷涂；喷涂油罐底面时，调整大臂呈水平状态，把机械手悬置在大臂的下方，同时驱动机械手沿大臂移动。该机构占地少，固定方式可靠，安装与拆卸方便，适用罐形广泛。

Claims (8)

1.一种立柱式油罐喷涂机器人的本体机构，特征是包括：

工作臂部分，包括：左工作臂、右工作臂；左、右工作臂对称地通过连接座安装在腰转部分框架的上端，又通过其中部各伸出的两个支撑杆部分与框架的下端相连；

提升机构部分，包括卷扬机、定滑轮、动滑轮、钢缆索具、钢缆；

立柱机构部分，包括罐底固定部分、立柱首节、立柱顶节、立柱节、排气孔连接盘；立柱首节下方焊有一个滑轮托架，托架上安装一个定滑轮，底部设有一方形接盘，它与罐底固定部分通过螺钉连接在一起，另有一个吊环及钢缆索具也安装在其上，且首节上部通过接口与立柱节相连，立柱节有若干个，可根据油罐的高度来选择，它们也都通过标准接口连接，最上部的那一节与立柱顶节相连；立柱顶节上设有对称的两个滑轮座，在其上分别安装一个定滑轮，中间部位设有可上下移动的连接盘，通过该盘使立柱与油罐的排气孔连接在一起；罐底固定部分由左磁铁、右磁铁、底板、卷扬机构成，其中左、右磁铁镶嵌在底板中，且通过一个把手控制其吸合；卷扬机安装在底板的一侧。

2.根据权利要求1所述的立柱式油罐喷涂机器人的本体机构，其特征在于，所述左工作臂与右工作臂结构相同，每个工作臂都包括：大臂首节、若干大臂单节、大臂末节、支撑杆部分、臂上小车行走机构、臂下小车行走机构、链条接口部分、横移驱动单元和从动链轮组；

所述工作臂，根据作业油罐内径的大小不同，适当增减大臂单节的数量；

大臂首节、末节的主体结构都与单节相同，只是节长不同，每个单节还包括：上滚道、下滚道、上支连角铁、下支连角铁、立角铁、上横连角铁、下横连角铁；其中，两个上滚道对称地焊接在若干立角铁的上端，两个下滚道对称地焊接在若干立角铁的下端，中间分别由上、下支连角铁和上、下横连角铁焊接在一起，使单节整体呈长方笼型；

在大臂首节上还安装有横移驱动单元，在大臂末节上还安装有从动链轮组。

3.根据权利要求2所述的立柱式油罐喷涂机器人的本体机构，其特征在于，所述横移驱动单元包括：链轮、链轮托、链轮架、轴承组件、马达、齿轮组、支架、马达座；

其中，链轮架与支架通过一托板连接在一起，整体固定在大臂首节的左、右下支连角铁上，链轮轴两端的轴承分别安装在链轮架与支架的通孔中；安装在链轮轴左侧的轴承，其外径与链轮架孔接触，轴向由安装在轮轴左侧的挡圈定位；端盖紧贴在轴承的外环端面上，通过螺钉固定在链轮架左侧端面上；轮轴右端的两个轴承背对背安装在轴肩右侧，外环与支架孔接触，轴向由安装在轮轴右侧的两个锁紧螺母定位；端盖紧贴在轴承的外环端面上，通过螺钉固定在支架右侧端面上，轴与支架、链轮架以及端盖之间还设有密封油毡；链轮通过螺栓固定在链轮托上，形成一个整体，并安装在轮轴的中部轴肩处，轴向通过轴套和顶丝固定，径向通过键与轴相连；在链轮轴的最左端，安装齿轮，也是通过键与轴连接，该齿轮与马达输出轴端部的齿轮相啮合；因马达的输出轴与其轴线垂直，故马达立式安装在马达座上。

4.根据权利要求2所述的立柱式油罐喷涂机器人的本体机构，其特征在于，所述的从动链轮组安装在大臂末节上，其结构与驱动轮组相同，该驱动轮组与从动轮组之间通过链条连接，链条分为左、右两段，左段链条的右端安装在上部小车的左端，绕过驱动链轮，再安装在下部小车的右端；右段链条的左端与上部小车的右端相连，绕过从动链轮，再与下部小车的右端连接；链条与小车的连接，设有专用接口部分，上部小车与下部小车的左、右两端各设有一个，共四个，其结构相同；其中每个接口都包括：固定轴、连接卡板、锁紧螺母，链条末端四节装入卡板中间，用四个固定轴分别穿过链条的四个压片，并与卡板铆接在一起；连接卡板的另一端是丝杆，它从小车底部的孔中穿过，在其左、右两边各安装一个锁紧螺母。

5.根据权利要求2所述的立柱式油罐喷涂机器人的本体机构，其特征在于，所述工作臂支撑杆部分的每个臂都有前后分别对称安置的一对相同的支撑杆，每个支撑杆还包括：接盘、转轴、接头、上接杆、上锁紧螺母、调整杆、下锁紧螺母、下接杆；其中，接盘通过螺钉与大臂连接，接盘上焊接一转轴，接头安装在转轴上，并能绕转轴旋转，其另一端通过螺纹与上接杆的内螺纹端连接；上接杆的外螺纹端从调整杆的一端螺纹旋入，再用上锁紧螺母紧定；调整杆的另一端与下接杆连接，通过下锁紧螺母紧定；调整杆中部有一通孔，调整支撑杆角度时，可把工具插入孔中转动调整杆，使支撑杆伸长或缩短；下接杆通过转轴与接盘和腰转机构相连。

6.根据权利要求2所述的立柱式油罐喷涂机器人的本体机构，其特征在于，所述臂上小车行走机构各有相同的一套，分别安装在所述左工作臂和右工作臂上，每套臂上小车行走机构包括：两副相同的上滚轮组、三副相同的浮动轮组、小车架、链条接口部分，滚轮组的排列顺序依次是：浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组；所述上滚轮组，包括：上轮桥、上滚轮、轴承座、端盖、挡圈、轴承、上轮轴、锁紧螺母；左、右两个滚轮的结构与安装方式相同，滚轮设有轮缘，它们同时卡在滚道上运行；两个轴承面对面安装在轴承座内，轴承座又安装在滚轮的通孔中，通过螺钉连接，端盖紧贴轴承的外环，用螺钉与轴承座连接，轴承的左端用安装在上轮轴上的挡圈限位，轴承座与轮轴之间加装密封油毡；上滚轮轴的左端穿过上轮桥的通孔，轴肩贴近轮桥端面，并用螺钉连接，在轮轴右端螺纹处，安装一个锁紧螺母紧定；上轮桥通过螺栓连接在小车底板的下方；

所述浮动轮组，包括：浮动轮桥、浮动轮、轴承座、压盖、挡圈、轴承、浮动轮轴、背帽；左、右两个浮动轮的结构与安装方式相同，它们同时在滚道下方运行；两个轴承面对面安装在轴承座内，轴承座又安装在滚轮的通孔中，通过螺钉连接，端盖紧贴轴承的外环，用螺钉与轴承座连接，轴承的右端用安装在上轮轴上的挡圈限位，轴承座与轮轴之间加装密封油毡；浮动轮轴的左端穿过浮动轮桥的通孔，轴肩贴近轮桥端面，并用螺钉连接，在轮轴右端螺纹处，安装一个锁紧螺母；浮动轮桥安装在两个并列的导杆上，导杆与浮动轮桥的下方分别安装有弹簧，导杆的上端与小车的底板连接。

7.根据权利要求2所述的立柱式油罐喷涂机器人的本体机构，其特征在于，所述臂下小车行走机构各有相同的一套分别安装在所述左工作臂和右工作臂上，每套包括：两副相同的上滚轮组、三副相同的浮动轮组、小车架、链条接口部分；所述滚轮组的排列顺序依次是：浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组，上滚轮组，浮动轮组；所述上滚轮组的结构与组成和臂上小车的上滚轮组完全相同，它通过臂下小车轮桥与小车的底板相连；其中，浮动轮组的结构与组成和臂上小车的浮动轮组完全相同，它安装在臂下小车支撑轮桥上，轮桥安装在两个并列的导杆上，导杆与浮动轮桥的下方分别安装有弹簧，导杆的下端与小车的底板连接。

8.根据权利要求1所述的立柱式油罐喷涂机器人的本体机构，其特征在于，所述提升机构部分包括钢缆分上、下两根，其中，上根钢缆的一端通过钢缆索具与腰转部分的左侧连接，另一端上行绕过立柱上部的左侧定滑轮，再下行绕过动滑轮组的上部滑轮，然后上行绕过立柱上部的右侧定滑轮，再下行通过索具与腰转部分的右侧连接；下根钢缆的一端通过索具与立柱底板连接，另一端上行绕过动滑轮组的下部滑轮，再下行绕过底部滑轮，最后缠结在卷扬机的卷筒上；所述动滑轮组包括：上滑轮部分、下滑轮部分，且两部分的结构与组成相同，每个滑轮部分还包括：轴承压盖、挡圈、左右止动板、左右支板、滑轮轴、轴承、动滑轮，其中，两个轴承背对背安装在滑轮轴的中部，左侧挡圈限定轴承轴向位置，轴承的外环与动滑轮的内孔接合，轴承压盖紧贴其外环端面，并用螺钉与动滑轮左侧端面连接；滑轮轴的两端分别穿过左、右支板的通孔，再分别通过左、右止动板用螺钉和支板固定；轴承端盖及动滑轮与滑轮轴之间分别安装有密封油毡与唇形密封。