CN105798887B - 一种避障喷涂机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种避障喷涂机器人，包括底座（2）、腰部（3）、大臂（4）、中间臂（5）、小臂（6）、腕部（7）、手部（8）以及末端（9），腕部（7）相对于小臂（6）回转的轴线、手部（8）相对于腕部（7）回转的轴线以及末端（9）相对于手部（8）回转的轴线三者两两正交且三个轴线交汇于一点；所述中间臂（5）的上端还可相对于中间臂（5）的下端回转；所述末端（9）安装有喷枪（1）。本发明能够绕过水平设置和竖直设置的障碍物，具有避障的功能，同时还能够有效避免喷枪（1）堵塞。

Description

一种避障喷涂机器人
技术领域
本发明涉及一种避障喷涂机器人，属于喷涂设备领域。
背景技术
喷涂机器人大多是在六自由度关节机器人的基础支上增加喷枪构成。但是，由于被喷涂零件结构复杂，现有的喷涂机器人无法绕过障碍对需要喷涂的部分进行喷涂。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够避开障碍的喷涂机器人。
本发明技术方案如下：
一种避障喷涂机器人，包括底座、安装在底座上方并可相对底座水平旋转的腰部、底部与腰部相连接并且可相对于腰部俯仰转动的大臂、下端与大臂顶部相连接并可相对于大臂俯仰转动的中间臂、后端与中间臂上端相连接并可相对于中间臂俯仰转动的小臂、后端与小臂前端相连接并可相对于小臂回转的腕部、后端与腕部前端相连接并可相对于腕部回转的手部以及后端与手部前端相连接并可相对于手部回转的末端，腕部相对于小臂回转的轴线、手部相对于腕部回转的轴线以及末端相对于手部回转的轴线三者两两正交且三个轴线交汇于一点；
所述中间臂的上端还可相对于中间臂的下端回转，中间臂的上端相对于中间臂的下端回转的轴线与小臂相对于中间臂转动的轴线垂直相交并且与中间臂相对于大臂转动的轴线垂直相交；
所述末端安装有喷枪；
所述喷枪连接有混合装置，所述混合装置包括主箱体以及安装在主箱体上的压力泵、油漆箱和水箱；所述主箱体具有与油漆箱相连接的入口一以及与水箱相连接的入口二，所述主箱体还具有通过压力泵与喷枪相连接的输出口；
所述入口二安装有浸入水箱中并且外端封堵的过滤管以使水流进入入口二时经过过滤管进行过滤；
所述过滤管具有外端封堵的管体，所述管体外壁上具有以管体为导圆柱的外螺旋槽，所述管体内壁上具有以管体为导圆柱的内螺旋槽，所述外螺旋槽和内螺旋槽旋向相反，所述外螺旋槽的槽深和内螺旋槽的槽深之和大于管体的壁厚以在管体上形成菱形的滤孔。
进一步地：所述外螺旋槽为单头螺旋槽，所述内螺旋槽为多头螺旋槽。
进一步地：所述外螺旋槽和内螺旋槽均为变导程螺旋槽，管体需弯曲部位的导程大于不需要弯曲的部位的导程。
进一步地：所述外螺旋槽法向截面轮廓的左轮廓线与右轮廓线均向同侧倾斜。
进一步地：所述外螺旋槽法向截面轮廓沿管体径向从内向外的方向外螺旋槽的槽口宽度逐渐变宽。
进一步地：所述腰部由安装在底座上的伺服电机通过安装在底座上的蜗轮蜗杆机构驱动以相对于底座转动。
本发明具有如下积极效果：本发明在常规六自由度关节机器人的基础之上、在大臂与小臂间增加了中间臂，从而增加了喷涂机器人的自由度，使得喷涂机器人能够绕过障碍对零件进行全方位的喷涂，同时，中间臂的上端还可相对于中间臂的下端回转，进一步增加了机器人在水平范围内的自由度，使得机器人共有8个自由度，既能绕过水平的障碍物、亦能绕过竖直的障碍物，极大地方便了机器人进行避障路径规划。
并且，所述入口二安装有浸入水箱中并且外端封堵的过滤管以使水流进入入口二时经过过滤管进行过滤，避免喷枪堵塞，而且所述过滤管相对于常见的过滤管有如下优点：（1）过滤管具有外螺旋槽，管外的水流在压力作用下沿外螺旋槽螺旋流动，使得杂质在管壁外分布更加均匀，滤孔的利用和损耗更加均匀，并增加了水流经过滤孔的次数，提高了过滤效率；（2）过滤管内外的水流分别沿内螺旋槽和外螺旋槽流动，相互间在滤孔处碰撞，从而能够将堵塞在滤孔外的杂质冲击掉，达到过滤管自清洗的目的，降低了清洗成本；（3）过滤管内的水流沿内螺旋槽螺旋流动形成流速均匀的水流，经过过滤的水一进入过滤管立即受内螺旋槽内水流的引导而沿内螺旋槽流动，达到平稳管内水流的作用，且外螺旋槽为单头螺旋槽、内螺旋槽为多头螺旋槽的结构有助于将经过过滤的水分散到不同的内螺旋槽内，进一步降低了刚进入管体内的水对管内水的冲击；（4）过滤管具有内螺旋槽和外螺旋槽，有助于管体的弯曲，且在弯曲时可在外螺旋槽内盘入电热丝加热，进一步降低了弯曲的弯度，另一方面，管体需弯曲部位的导程大于不需要弯曲的部位的导程，降低了弯曲造成管体破裂的可能性；（5）外螺旋槽和内螺旋槽均为变导程螺旋槽，通过设定不同部位的导程可实现控制过滤管不同位置内外水流速度的功能；（6）外螺旋槽法向截面轮廓的左轮廓线与右轮廓线均向同侧倾斜，保证在车削内螺旋槽时可通过选择车削方向使得刀具车到内螺旋槽和外螺旋槽相交处时车刀行进方向与外螺旋槽两侧壁由外边向内底边的方向皆成锐角避免崩刀，降低了加工难度；（7）过滤管外螺旋槽的槽口宽度沿管体径向从内向外的方向逐渐变宽，有助于在加工过程中通过挤压方式将密封胶填充到外螺旋槽中，使得外螺旋槽底部的密封胶填充更加致密，进一步避免了在车削内螺旋槽时在内螺旋槽和外螺旋槽相交处出现崩刀。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为过滤管的结构示意图，不包括封堵部分。
图3为过滤管的剖视结构示意图，不包括封堵部分。
图4为加工内螺旋槽时沿图2N-N向的局部截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
如图1，一种避障喷涂机器人，包括底座2、安装在底座2上方并可相对底座2水平旋转的腰部3、底部与腰部3相连接并且可相对于腰部3俯仰转动的大臂4、下端与大臂4顶部相连接并可相对于大臂4俯仰转动的中间臂5、后端与中间臂5上端相连接并可相对于中间臂5俯仰转动的小臂6、后端与小臂6前端相连接并可相对于小臂6回转的腕部7、后端与腕部7前端相连接并可相对于腕部7回转的手部8以及后端与手部8前端相连接并可相对于手部8回转的末端9，腕部7相对于小臂6回转的轴线、手部8相对于腕部7回转的轴线以及末端9相对于手部8回转的轴线三者两两正交且三个轴线交汇于一点；
所述中间臂5的上端还可相对于中间臂5的下端回转，中间臂5的上端相对于中间臂5的下端回转的轴线与小臂6相对于中间臂5转动的轴线垂直相交并且与中间臂5相对于大臂4转动的轴线垂直相交；
所述腰部3由安装在底座2上的伺服电机通过安装在底座2上的蜗轮蜗杆机构驱动以相对于底座2转动。
避障路径规划时，可以利用中间臂5的上端可相对于中间臂5的下端回转的特点，绕开竖直设置的障碍物，还可以利用中间臂5可相对于大臂4转动的特点，绕开水平设置的障碍物。
所述末端9还安装有喷枪1；
所述喷枪1连接有混合装置，所述混合装置包括主箱体以及安装在主箱体上的压力泵、油漆箱和水箱；所述主箱体具有与油漆箱相连接的入口一以及与水箱相连接的入口二，所述主箱体还具有通过压力泵与喷枪1相连接的输出口；
所述入口二安装有浸入水箱中并且外端封堵的过滤管以使水流进入入口二时经过过滤管进行过滤。
如图2和3，所述过滤管具有外端封堵的管体，所述管体外壁上具有以管体为导圆柱的外螺旋槽，所述管体内壁上具有以管体为导圆柱的内螺旋槽，所述外螺旋槽和内螺旋槽旋向相反，所述外螺旋槽的槽深和内螺旋槽的槽深之和大于管体的壁厚以在管体上形成菱形的滤孔。
所述外螺旋槽为单头螺旋槽，所述内螺旋槽为三头螺旋槽；
所述外螺旋槽和内螺旋槽均为变导程螺旋槽，管体需弯曲部位的导程大于不需要弯曲的部位的导程。
如图4，所述外螺旋槽法向截面轮廓的左轮廓线与右轮廓线均向同侧倾斜且沿管体径向从内向外的方向外螺旋槽的槽口宽度逐渐变宽。
所述过滤管的加工方法包括如下步骤：
（A）粗车、精车管体外壁；
（B）粗车、精车外螺旋槽；
（C）粗车、精车管体内壁；
（D）向外螺旋槽内灌注密封胶，如图4，由于外螺旋槽的槽口宽度沿管体径向从内向外的方向逐渐变宽，通过挤压方式可以将密封胶填充到外螺旋槽中并使得外螺旋槽底部的密封胶填充更加致密，避免了后续工序中在车削内螺旋槽时在内螺旋槽和外螺旋槽相交处出现崩刀；冷却至密封胶凝固；
（E）粗车、精车内螺旋槽：由于外螺旋槽法向截面轮廓的左轮廓线与右轮廓线均向同侧倾斜，因此在车削内螺旋槽时可选择按图2从左向右的车削方向，即可使得刀具车到内螺旋槽和外螺旋槽相交处时车刀行进方向与外螺旋槽两侧壁由外边向内底边的方向皆成锐角，从而避免崩刀，降低了加工难度；并且，外螺旋槽内填充了密封胶，极大地避免了车刀在内螺旋槽和外螺旋槽相交处因为断屑而引起的振动，进一步避免了崩刀现象的发生，并且保证了内螺旋槽槽壁的粗糙度；
（F）在外螺旋槽中缠绕电热丝对过滤管进行加热，在高温条件下将冷却管弯曲至所需形状。

Claims (6)

1.一种避障喷涂机器人，其特征在于：所述避障喷涂机器人包括底座（2）、安装在底座（2）上方并可相对底座（2）水平旋转的腰部（3）、底部与腰部（3）相连接并且可相对于腰部（3）俯仰转动的大臂（4）、下端与大臂（4）顶部相连接并可相对于大臂（4）俯仰转动的中间臂（5）、后端与中间臂（5）上端相连接并可相对于中间臂（5）俯仰转动的小臂（6）、后端与小臂（6）前端相连接并可相对于小臂（6）回转的腕部（7）、后端与腕部（7）前端相连接并可相对于腕部（7）回转的手部（8）以及后端与手部（8）前端相连接并可相对于手部（8）回转的末端（9），腕部（7）相对于小臂（6）回转的轴线、手部（8）相对于腕部（7）回转的轴线以及末端（9）相对于手部（8）回转的轴线三者两两正交且三个轴线交汇于一点；
所述中间臂（5）的上端还可相对于中间臂（5）的下端回转，中间臂（5）的上端相对于中间臂（5）的下端回转的轴线与小臂（6）相对于中间臂（5）转动的轴线垂直相交并且与中间臂（5）相对于大臂（4）转动的轴线垂直相交；
所述末端（9）安装有喷枪（1）；
所述喷枪（1）连接有混合装置，所述混合装置包括主箱体以及安装在主箱体上的压力泵、油漆箱和水箱；所述主箱体具有与油漆箱相连接的入口一以及与水箱相连接的入口二，所述主箱体还具有通过压力泵与喷枪（1）相连接的输出口；
所述入口二安装有浸入水箱中并且外端封堵的过滤管以使水流进入入口二时经过过滤管进行过滤；
所述过滤管具有外端封堵的管体，所述管体外壁上具有以管体为导圆柱的外螺旋槽，所述管体内壁上具有以管体为导圆柱的内螺旋槽，所述外螺旋槽和内螺旋槽旋向相反，所述外螺旋槽的槽深和内螺旋槽的槽深之和大于管体的壁厚以在管体上形成菱形的滤孔。
2.如权利要求1所述的避障喷涂机器人，其特征在于：所述外螺旋槽为单头螺旋槽，所述内螺旋槽为多头螺旋槽。
3.如权利要求1所述的避障喷涂机器人，其特征在于：所述外螺旋槽和内螺旋槽均为变导程螺旋槽，管体需弯曲部位的导程大于不需要弯曲的部位的导程。
4.如权利要求1所述的避障喷涂机器人，其特征在于：所述外螺旋槽法向截面轮廓的左轮廓线与右轮廓线均向同侧倾斜。
5.如权利要求1所述的避障喷涂机器人，其特征在于：所述外螺旋槽法向截面轮廓沿管体径向从内向外的方向外螺旋槽的槽口宽度逐渐变宽。
6.根据权利要求1至5任一所述的避障喷涂机器人，其特征在于：所述腰部（3）由安装在底座（2）上的伺服电机通过安装在底座（2）上的蜗轮蜗杆机构驱动以相对于底座（2）转动。
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