CN107282344B - 一种喷涂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷涂装置，包括喷枪，以及用于控制所述喷枪在相互垂直的两个方向上旋转的电动控制机构，所述电动控制机构还用于控制所述喷枪的喷涂流量，所述电动控制机构基于舵机驱动。本发明采用基于舵机驱动的电动控制机构控制喷枪在相互垂直的两个方向上旋转和控制喷枪的喷涂流量，可以实现自动化高速精准喷涂，提高喷涂的稳定性和快速性，能有效降低手动喷涂装置的人工成本，并提高生产效率和涂装质量。
Description
技术领域
本发明涉及喷涂领域，具体涉及一种喷涂装置。
背景技术
喷涂装置是通过喷枪或碟式雾化器借助于压力或离心力将物料分散成均匀而微细的雾滴施涂于被涂物表面的装置；在喷涂装置有手动的喷涂装置，其中手动喷涂需要依靠工人的经验，喷涂的稳定性、快速性和精准性都会受到遏制，其生产成本、效率和质量得不到保证；在喷涂装置也有电动的喷涂装置，当前大部分的电动喷涂设备包括控制器、自动行走车子、升降机构、喷枪、供料机构和动力机构；其中喷枪部分的控制大多使用步进电机或伺服电机，成本高，控制系统复杂，功耗大，程序修改困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种喷涂装置，可以提高喷涂的稳定性、快速性和精准性，有效降低人工成本并提高生产效率和涂装质量，同时其控制系统简单。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种喷涂装置，包括喷枪，以及用于控制所述喷枪在相互垂直的两个方向上旋转的电动控制机构，所述电动控制机构还用于控制所述喷枪的喷涂流量，所述电动控制机构基于舵机驱动。
本发明的有益效果是：本发明采用基于舵机驱动的电动控制机构控制喷枪在相互垂直的两个方向上旋转和控制喷枪的喷涂流量，可以实现自动化高速精准喷涂，提高喷涂的稳定性和快速性，能有效降低手动喷涂装置的人工成本，并提高生产效率和涂装质量。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述电动控制机构包括连接铰叉、连杆、第一舵机、第二舵机、第三舵机、扳机杆和曲柄扳机；所述连杆的两端分别转动安装在所述连接铰叉的两个支叉上，所述喷枪固定安装在所述连杆上；所述第一舵机与所述连接铰叉的叉头连接，用于驱动所述连接铰叉旋转；所述第二舵机与所述连杆的一端相连，用于驱动所述连杆旋转；所述连接铰叉的旋转方向与所述连杆的旋转方向相互垂直；所述扳机杆的一端固定连接在所述喷枪的扳机上，所述扳机杆的另一端上配设有所述曲柄扳机；所述第三舵机与所述曲柄扳机相连，用于驱动所述曲柄扳机旋转；所述曲柄扳机旋转可带动所述扳机杆运动，且所述扳机杆运动可扣动所述喷枪的扳机。
采用上述进一步方案的有益效果是：本发明一种喷涂装置采用高扭矩舵机的舵机作为喷枪的驱动机构，第一舵机连接铰叉并控制其旋转角度来达到控制喷枪的横摇角度，且第一舵机具有水平转向360度的能力，可以实现水平全方向无死角的喷涂；第二舵机连接连杆并控制其旋转角度来达到控制喷枪的俯仰角度，这样与控制水平转向的第一舵机相互配合，可以实现几乎全球面的喷涂，喷涂范围较广；第三舵机通过曲柄板机和板机杆控制喷枪的板机动作来达到控制其喷涂流量，实现精准喷涂，提高喷涂的稳定性和快速性，能有效降低手动喷涂装置的人工成本，并提高生产效率和涂装质量。
进一步，所述第一舵机和第三舵机的供电电压为5V,所述第二舵机的供电电压的范围为12～24V。
进一步，还包括固定板，所述连接铰叉的叉头可转动的安装在所述固定板上，且所述连接铰叉与所述固定板垂直，转动安装在所述连接铰叉的两个支叉上的连杆与所述固定板平行。
进一步，所述第一舵机固定安装在所述固定板上，且所述第一舵机的输出轴通过连轴器与所述连接铰叉的叉头相连，所述第二舵机固定安装在所述连接铰叉的一个支叉上，且所述第二舵机的输出轴通过连轴器与所述连杆的一端相连。
进一步，所述喷枪通过安装座安装在所述连杆上，所述第三舵机固定安装在所述安装座上，且所述第三舵机的输出轴与所述曲柄扳机相连。
进一步，还包括通信板和舵机主控板；
所述通信板用于接收上位机的控制命令，并将所述控制命令传递给所述舵机主控板；
所述舵机主控板用于对接收到的所述控制命令进行解析输出三路控制信号，并通过三路控制信号分别对应控制所述第一舵机、第二舵机和第三舵机的运转。
进一步，所述舵机主控板是基于Arduino开发的开元主控板，且所述舵机主控板的控制芯片型号为ATMEGA328P-AU。
进一步，所述通信板和舵机主控板通过串口通信。
进一步，所述舵机主控板以PWM功能输出三路控制信号；所述通信板采用自定义的通信协议进行通信。
采用上述进一步方案的有益效果是：本发明中的舵机主控板是自主开发的基于Arduino的智能硬件，其核心控制芯片为ATMEGA328P-AU；这样的可以很好的控制硬件成本及软件开发成本，更能有效的缩短开发周期，而且控制系统的控制信息是通过串口获得，ATMEGA328P-AU本身具备串口通信功能，再加上使用定义的通信协议进行数据通信，可以达到通信快速且稳定的目的；由于控制系统是自主设计，软件有很多开源库的支持，所以编程方便，开发周期短，成本得到有效控制，整体的硬件设计和逻辑编程更简洁高效。
附图说明
图1为本发明一种喷涂装置的整体结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、连接铰叉，2、连杆，3、喷枪，4、第一舵机，5、第二舵机，6、第三舵机，7、扳机杆，8、曲柄扳机，9、固定板，10、安装座，11、通信板，12、舵机主控板，13、电源。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种喷涂装置，包括喷枪3，以及用于控制所述喷枪3在相互垂直的两个方向上旋转的电动控制机构，所述电动控制机构还用于控制所述喷枪的喷涂流量，所述电动控制机构基于舵机驱动。
具体的：所述电动控制机构包括连接铰叉1、连杆2、第一舵机4、第二舵机5、第三舵机6、扳机杆7和曲柄扳机8；所述连杆2的两端分别转动安装在所述连接铰叉1的两个支叉上，所述喷枪3固定安装在所述连杆2上；所述第一舵机4与所述连接铰叉1的叉头连接，用于驱动所述连接铰叉1旋转；所述第二舵机5与所述连杆2的一端相连，用于驱动所述连杆2旋转；所述连接铰叉1的旋转方向与所述连杆2的旋转方向相互垂直；所述扳机杆7的一端固定连接在所述喷枪3的扳机上，所述扳机杆7的另一端上配设有所述曲柄扳机8；所述第三舵机6与所述曲柄扳机8相连，用于驱动所述曲柄扳机8旋转；所述曲柄扳机8旋转可带动所述扳机杆7运动，且所述扳机杆7运动可扣动所述喷枪3的扳机。
在本具体实施例中，所述第一舵机4和第三舵机6的供电电压为5V,所述第二舵机5的供电电压的范围为12～24V。本发明还包括固定板9，所述连接铰叉1的叉头可转动的安装在所述固定板9上，且所述连接铰叉1与所述固定板9垂直，转动安装在所述连接铰叉1的两个支叉上的连杆2与所述固定板9平行。所述第一舵机4固定安装在所述固定板9上，且所述第一舵机4的输出轴通过连轴器与所述连接铰叉1的叉头相连，所述第二舵机5固定安装在所述连接铰叉1的一个支叉上，且所述第二舵机5的输出轴通过连轴器与所述连杆2的一端相连。所述喷枪3通过安装座10安装在所述连杆2上，所述第三舵机6固定安装在所述安装座10上，且所述第三舵机6的输出轴与所述曲柄扳机8相连。
本发明还包括通信板11和舵机主控板12；所述通信板11用于接收上位机的控制命令，并将所述控制命令传递给所述舵机主控板12；所述舵机主控板12用于对接收到的所述控制命令进行解析输出三路控制信号，并通过三路控制信号分别对应控制所述第一舵机4、第二舵机5和第三舵机6的运转。所述舵机主控板12是基于Arduino开发的开元主控板，且所述舵机主控板12的控制芯片型号为ATMEGA328P-AU。所述通信板11和舵机主控板12通过串口通信。所述舵机主控板12以PWM功能输出三路控制信号，所述通信板11采用自定义的通信协议进行通信。
在本具体实施例中，本发明一种喷涂装置上还配设有电源13，电源13用于给所述第一舵机4、第二舵机5、第三舵机6、通信板11和舵机主控板12供电。
在本发明一种喷涂装置中，采用高扭矩舵机的舵机作为喷枪的驱动机构，第一舵机连接铰叉并控制其旋转角度来达到控制喷枪的横摇角度，且第一舵机具有水平转向360度的能力，可以实现水平全方向无死角的喷涂；第二舵机连接连杆并控制其旋转角度来达到控制喷枪的俯仰角度，这样与控制水平转向的第一舵机相互配合，可以实现几乎全球面的喷涂，喷涂范围较广；第三舵机通过曲柄板机和板机杆控制喷枪的板机动作来达到控制其喷涂流量，实现精准喷涂，提高喷涂的稳定性和快速性，能有效降低手动喷涂装置的人工成本，并提高生产效率和涂装质量。另外，舵机主控板是自主开发的基于Arduino的智能硬件，其核心控制芯片为ATMEGA328P-AU；这样的可以很好的控制硬件成本及软件开发成本，更能有效的缩短开发周期，而且控制系统的控制信息是通过串口获得，ATMEGA328P-AU本身具备串口通信功能，再加上使用定义的通信协议进行数据通信，可以达到通信快速且稳定的目的；由于控制系统是自主设计，软件有很多开源库的支持，所以编程方便，开发周期短，成本得到有效控制，整体的硬件设计和逻辑编程更简洁高效。
综上所述：本发明一种喷涂装置具备硬件简洁、功能完善、开发便捷、开发周期短等优点，且整个装置的运动范围较广，可以达到大范围喷涂的目的，更能做到精准控制喷涂流量，使喷涂效果达到更佳。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种喷涂装置，其特征在于：包括喷枪(3)，以及用于控制所述喷枪(3)在相互垂直的两个方向上旋转的电动控制机构，所述电动控制机构还用于控制所述喷枪的喷涂流量，所述电动控制机构基于舵机驱动；
所述电动控制机构包括连接铰叉(1)、连杆(2)、第一舵机(4)、第二舵机(5)、第三舵机(6)、扳机杆(7)和曲柄扳机(8)；所述连杆(2)的两端分别转动安装在所述连接铰叉(1)的两个支叉上，所述喷枪(3)固定安装在所述连杆(2)上；所述第一舵机(4)与所述连接铰叉(1)的叉头连接，用于驱动所述连接铰叉(1)旋转；所述第二舵机(5)与所述连杆(2)的一端相连，用于驱动所述连杆(2)旋转；所述连接铰叉(1)的旋转方向与所述连杆(2)的旋转方向相互垂直；所述扳机杆(7)的一端固定连接在所述喷枪(3)的扳机上，所述扳机杆(7)的另一端上配设有所述曲柄扳机(8)；所述第三舵机(6)与所述曲柄扳机(8)相连，用于驱动所述曲柄扳机(8)旋转；所述曲柄扳机(8)旋转可带动所述扳机杆(7)运动，且所述扳机杆(7)运动可扣动所述喷枪(3)的扳机。
2.根据权利要求1所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述第一舵机(4)和第三舵机(6)的供电电压为5V,所述第二舵机(5)的供电电压的范围为12～24V。
3.根据权利要求1或2所述的一种喷涂装置，其特征在于：还包括固定板(9)，所述连接铰叉(1)的叉头可转动的安装在所述固定板(9)上，且所述连接铰叉(1)与所述固定板(9)垂直，转动安装在所述连接铰叉(1)的两个支叉上的连杆(2)与所述固定板(9)平行。
4.根据权利要求3所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述第一舵机(4)固定安装在所述固定板(9)上，且所述第一舵机(4)的输出轴通过连轴器与所述连接铰叉(1)的叉头相连，所述第二舵机(5)固定安装在所述连接铰叉(1)的一个支叉上，且所述第二舵机(5)的输出轴通过连轴器与所述连杆(2)的一端相连。
5.根据权利要求1或2所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述喷枪(3)通过安装座(10)安装在所述连杆(2)上，所述第三舵机(6)固定安装在所述安装座(10)上，且所述第三舵机(6)的输出轴与所述曲柄扳机(8)相连。
6.根据权利要求1或2所述的一种喷涂装置，其特征在于：还包括通信板(11)和舵机主控板(12)；
所述通信板(11)用于接收上位机的控制命令，并将所述控制命令传递给所述舵机主控板(12)；
所述舵机主控板(12)用于对接收到的所述控制命令进行解析输出三路控制信号，并通过三路控制信号分别对应控制所述第一舵机(4)、第二舵机(5)和第三舵机(6)的运转。
7.根据权利要求6所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述舵机主控板(12)是基于Arduino开发的开源主控板，且所述舵机主控板(12)的控制芯片型号为ATMEGA328P-AU。
8.根据权利要求6所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述通信板(11)和舵机主控板(12)通过串口通信。
9.根据权利要求6所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述舵机主控板(12)以PWM功能输出三路控制信号；所述通信板(11)采用自定义的通信协议进行通信。
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