CN111790552A - 一种智能机器人自动化涂装系统 - Google Patents

Abstract

一种智能机器人自动化涂装系统，包括车体、车轮、蓄电池、喷枪、摄像头、显示屏、照明灯、充电插座、电源开关、轴流风扇、枪管电机减速机构，四个车轮分别安装在车体下端四周，显示屏和摄像头经视频线连接，还具有控制电路、固定筒体，枪管电机减速机构安装在车体上端中部，喷枪的枪管后端安装在枪管电机减速机构的动力输出轴侧端，轴流风扇安装在固定筒体的内部，摄像头、照明灯分别安装在固定筒体隔板开孔的内侧端，固定筒体横向位于车体内，控制电路安装在电路板上，电路板和显示屏、电源开关、充电插座、蓄电池安装在元件盒内。本发明可在车体前进及后退等中，实现喷头的转动多维度喷涂，有效实现了管道或所需喷涂设备内部的喷涂作业。

Description

一种智能机器人自动化涂装系统

技术领域

本发明涉及喷涂机器人领域，特别是一种智能机器人自动化涂装系统。

背景技术

喷涂机器人是生产领域中广泛使用的一种自动喷涂设备，工作时喷涂机器人通过PLC程序控制其喷枪为设备表面等喷涂上油漆。现有的喷涂机器人一般只能实现平面状态下的工件喷涂，无法对设备内部、管道内部等进行自动喷涂作业，而且，由于其喷头是固定状态，工作时只能实现一个维度的喷涂作业，因而在实际使用中，存在一定的局限性。基于上述，提供一种能实现对管道内部、设备内部进行喷涂作业，而且喷头能实现转动，实现多角度喷涂的设备显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有喷涂机器人因结构所限，无法实现对设备内部、管道内部等喷涂作业，以及无法实现喷头多角度喷涂作业存在的弊端，本发明提供了一种可通过视频实时监控操作，实现具有一定角度旋转喷头的车体、在所需喷涂设备内部或管道等内部根据需要前后左右运动，从而达到非接触控制车体的运动方向，以及喷头的转动多维度喷涂，有效实现了管道或所需喷涂设备内部喷涂作业的一种智能机器人自动化涂装系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能机器人自动化涂装系统，包括高压输漆泵、车体、具有电机减速机构驱动的四个车轮、蓄电池、喷枪、摄像头、显示屏、照明灯、充电插座、电源开关、轴流风扇、枪管电机减速机构，四个车轮的电机减速机构上端壳体分别固定安装在车体的下端四周，显示屏和摄像头经视频线连接，其特征在于还具有控制电路、固定筒体，枪管电机减速机构的壳体横向安装在车体的上端中部，喷枪的枪管后端横向安装在枪管电机减速机构的动力输出轴侧端，喷枪枪管的右侧和配套的高压输漆泵出液口经软胶管连接在一起，轴流风扇安装在固定筒体的内底中部，固定筒体下端为开放式结构，固定筒体的上端中部有隔板，固定筒体的隔板前侧及后侧是开放式结构，隔板上下两端有两个开孔，摄像头的固定座、照明灯的固定座分别安装在隔板开孔的内侧端，车体的左端中部有一个开孔，固定筒体的上端安装在开孔内侧端，固定筒体横向位于车体内，控制电路安装在电路板上，电路板和显示屏、电源开关、充电插座、蓄电池安装在元件盒内，元件盒位于操作者身边处，蓄电池正极和充电插座一端、第一只电源开关一端、第二只电源开关一端、第三只电源开关一端、第四只电源开关一端经导线连接，第一只电源开关另一端和控制电路正极电源输入端经导线连接，第二只电源开关另一端和照明灯、显示屏、摄像头、轴流风扇正极电源输入端经导线连接，蓄电池负极和充电插座另一端、第三只电源开关另一端、第四只电源开关另一端，以及照明灯、显示屏、摄像头、轴流风扇、控制电路负极电源输入端经导线连接，控制电路的两路电源输出端分别和枪管电机减速机构的正负两极、负正两极电源输入端经导线连接，第三只电源开关的两路电源输出端分别和位于车体前侧端左右两个车轮的正负两极电源输入端、负正两极电源输入端经导线连接，第四只电源开关的两路电源输出端分别和位于车体后侧端左右两个车轮的正负两极电源输入端、负正两极电源输入端经导线连接。

所述和车体上具有电机减速机构驱动的车轮、摄像头、照明灯、轴流风扇、枪管电机减速机构连接的导线套在软管内，并具有长度。

所述第一只、第二只电源开关是拨动电源开关，第三只、第四只电源开关是具有两个电源输入端、两路电源输出端的档位电源开关。

所述枪管电机减速机构是电机齿轮减速器。

所述控制电路包括单片机模块和继电器，其间经电路板布线连接，单片机模块的主控芯片是STC12C5A60S2，单片机模块的正极电源输入端1脚和两只继电器正极控制电源输入端连接，单片机模块的负极电源输入端和两只继电器负极电源输入端及负极控制电源输入端连接，单片机模块的两路高电平输出端3及4脚分别和两只继电器正极电源输入端连接。

本发明有益效果是：本发明采用四个车轮驱动的车体作为载体，使用前，把车体放入所需喷涂设备内部或管道等内部，操作者经显示屏获得从摄像头传递的管道或所需喷涂设备内部空间的视频信息，进而能根据需要分别操作第三只、第四只电源开关控制车体前后左右运动轨迹，并能根据需要经控制电路控制枪管电机减速机构的动力输出轴左右转动，进而带动喷枪的枪管喷头在车体左前端按照一定规律左右来回转动，实现控制喷头根据需要在管道或所需喷涂设备内部的表面各个方位、各个角度进行喷涂作业。本发明可通过视频实时监控操作，实现具有一定角度旋转喷头的车体、在所需喷涂设备内部或管道等内部根据需要前后左右运动，从而达到非接触控制车体的运动方向，以及喷头的转动多维度喷涂，有效实现了管道或所需喷涂设备内部的喷涂作业。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明轴流风扇、摄像头、照明灯、固定筒体之间结构示意图。

图3是本发明电路图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种智能机器人自动化涂装系统，包括高压输漆泵、车体1、具有电机减速机构驱动的四个车轮2、蓄电池3、喷枪、摄像头5、显示屏6、照明灯7、充电插座8、电源开关9、轴流风扇10、枪管电机减速机构11，四个车轮2的电机减速机构上端壳体分别通过螺杆螺母固定安装在车体1的下端四周，车体1是方形壳体结构，壳体1内部是空心结构，显示屏6和摄像头5经视频线连接，还具有控制电路12、固定筒体13，枪管电机减速机构11的壳体横向通过螺杆螺母安装在车体1的上端中部，喷枪的枪管4后端横向通过固定夹、螺杆螺母安装在枪管电机减速机构的动力输出轴111侧端，喷枪的喷头41位于枪管电机减速机构的动力输出轴111左端，喷枪枪管4的右侧和配套的高压输漆泵出液口经软胶管14连接在一起，轴流风扇10的壳体下侧端通过螺杆螺母安装在固定筒体13的内底中部，固定筒体13下端为开放式结构，固定筒体13的上端中部有一个隔板131，固定筒体的隔板131前侧及后侧是开放式结构，隔板131上下两端有两个开孔，摄像头5的固定座、照明灯7的固定座分别通过螺杆螺母安装在隔板131开孔的内侧端，摄像头5、照明灯7前端位于两个开孔前外侧，车体1的左端中部有一个开孔101，固定筒体13的上端通过螺杆螺母安装在开孔101内侧端，固定筒体13横向位于车体1内，控制电路12安装在电路板上，电路板和显示屏6、电源开关9、充电插座8、蓄电池3安装在元件盒15内，元件盒15位于操作者身边处。

图1、2中所示，和车体1上具有电机减速机构驱动的车轮2、摄像头5、照明灯7、轴流风扇10、枪管电机减速机构11连接的导线套在软管内，并具有一定长度，满足实际需要。具有电机减速机构驱动的车轮2品牌是ASLONG/奥隆，型号是JGB37-3530TC，其电机减速机构工作电压是直流12V。四只电源开关9的操作手柄、充电插座8的插孔、显示屏6的显示界面分别位于元件盒15的前侧端下部五个开孔外，以及元件盒前端上端开口外。

图3中所示，具有电机减速机构驱动的车轮M2、M3品牌是ASLONG/奥隆，型号是JGB37-3530TC，其电机减速机构工作电压是直流12V。蓄电池G是12V/10Ah锂蓄电池。摄像头SP、显示屏SX是品牌YOELBAER/誉霸，型号YB-403FA的监视器成品，工作电压直流12V，其摄像头SP和显示屏SX为分体式结构，经视频线连接。照明灯H是12V小电珠。充电插座CZ是同轴电源插座。第一只、第二只电源开关S、S1是普通拨动电源开关，第三只、第四只电源开关S2、S3是具有两个电源输入端2及5脚、两路电源输出端1及4脚、3及6脚的档位电源开关。轴流风扇M4是工作电压直流12V的小型风扇。枪管电机减速机构M1是品牌正科的电机齿轮减速器成品，其壳体内具有多级齿轮减速设备，工作时，电机输出的动力被多级齿轮减速设备减速增加扭矩后从动力输出轴输出。控制电路包括单片机模块成品A1和继电器J1、J2，其间经电路板布线连接，单片机模块成品A1的主控芯片是STC12C5A60S2，单片机模块成品A1的正极电源输入端1脚(VCC)和两只继电器J1、J2正极控制电源输入端连接，单片机模块成品A1的负极电源输入端2脚(GND)和两只继电器J1、J2负极电源输入端及负极控制电源输入端连接，单片机模块成品A1的两路高电平输出端3及4脚分别和两只继电器J1、J2正极电源输入端连接。

图3中所示，蓄电池G正极和充电插座CZ一端、第一只电源开关S一端、第二只电源开关S1一端、第三只电源开关S2一端2脚、第四只电源开关S3一端2脚经导线连接，第一只电源开关S另一端和控制电路正极电源输入端单片机模块A1的1脚经导线连接，第二只电源开关S1另一端和照明灯H、显示屏SX、摄像头SP、轴流风扇M4正极电源输入端经导线连接，蓄电池G负极和充电插座CZ另一端、第三只电源开关S2另一端5脚、第四只电源开关S3另一端5脚，以及照明灯H负极电源输入端、显示屏SX负极电源输入端、摄像头SP负极电源输入端、轴流风扇M4负极电源输入端、控制电路负极电源输入端单片机模块A1的2脚经导线连接，控制电路的两路电源输出端继电器J1两个常开触点端、继电器J2两个常开触点端分别和枪管电机减速机构M1的正负两极、负正两极电源输入端经导线连接，第三只电源开关S2的两路电源输出端1、4脚及3、6脚分别和位于车体前侧端左右两个车轮M2的正负两极电源输入端、负正两极电源输入端经导线连接，第四只电源开关S3的两路电源输出端1、4脚及3、6脚分别和位于车体后侧端左右两个车轮M3的正负两极电源输入端、负正两极电源输入端经导线连接。

图1、2、3中所示，操作者把车体放入所需喷涂设备内部或管道等内部，打开电源开关S1后，摄像头SP、显示屏SX、轴流风扇M4、照明灯H均处于得电状态；操作者打开高压输漆泵的电源开关后，高压输漆泵输出的具有压力漆液从枪管的前端喷头41雾状喷出，喷头41雾状喷出的漆液能对喷头41对准一侧的管道或需要喷涂设备的内表面进行喷涂。照明灯H得电后会为管道及所需喷涂设备内部照明，这样摄像头SP拍摄的视频能实时经视频线传递给操作者身边的显示屏SX，操作者根据显示屏SX的视频信息能针对性控制车体1的运动轨迹，比如前行、后退、左转弯、右转弯等，车体1改变运动轨迹的同时，枪管前的喷头41会随之改变方位，随运动的车体1，喷头41喷出的漆液能连续喷涂在管道或所需喷涂设备的内部空间对应一端的表面上；使用者经控制电路控制喷头41沿圆周一定角度来回转动，能分别对管道或所需喷涂设备内部的表面各个角度表面进行喷涂作业。轴流风扇M4得电后产生的风力从固定筒体13前侧隔板131侧端开孔喷出，尽可能减少了喷涂作业中，喷涂液体粘覆在摄像头SP和照明灯H的前端(使用一段时间后，可用清洁液把少量粘覆在摄像头SP和照明灯H前的喷涂液清洗，保证下一次的照明和摄像效果)。

图1、3中所示，如果操作人员需要车体1前行，把两只电源开关S2、S3的操作手柄分别朝向前侧拨动，于是，两只电源开关S2、S3的电源输入两端2及5脚分别和第一路电源输出端1及4脚连通，由于电源开关S2、S3的两路电源输出端1、4脚分别和位于车体前侧端及后侧端左右两个车轮M2、M3的正负两极电源输入端经导线连接(电源开关S2、S3的2及5脚和蓄电池G正负两极此刻分别相通)，所以，此时，位于车体前侧端及后侧端左右两个车轮的电机M2、M3会同时得电工作顺时针转动，在车体前侧端及后侧端左右两个车轮的电机减速机构作用下，车体前侧端及后侧端左右两个车轮会逆时针向前运动，进而达到控制车体1前行的效果，关闭电源开关S2、S3后，位于车体前侧端及后侧端左右两个车轮的电机M2、M3同时失电，车体1不再前行。如果操作人员需要车体1后行，把两只电源开关S2、S3的操作手柄分别朝向后侧拨动，于是，两只电源开关S2、S3的电源输入两端2及5脚分别和第二路电源输出端3及6脚连通，由于电源开关S2、S3的两路电源输出端3、6脚分别和位于车体前侧端及后侧端左右两个车轮M2、M3的负正两极电源输入端经导线连接，所以，此时，位于车体前侧端及后侧端左右两个车轮的电机M2、M3会同时得电工作逆时针转动，在车体前侧端及后侧端左右两个车轮的电机减速机构作用下，车体前侧端及后侧端左右两个车轮会顺时针向后运动，进而达到控制车体后行的效果，关闭电源开关S2、S3后，位于车体前侧端及后侧端左右两个车轮的电机M2、M3同时失电，车体1不再后行。

图1、3中所示，如果操作人员需要车体1前行右转弯，把电源开关S2的操作手柄朝向前侧拨动，于是，电源开关S2的电源输入两端2及5脚分别和第一路电源输出端1及4脚连通，由于电源开关S2的电源输出端1、4脚分别和位于车体前侧端左右两个车轮M2的正负两极电源输入端经导线连接，所以，此时，位于车体前侧端左右两个车轮的电机M2会得电工作顺时针转动，在车体前侧端左右两个车轮的电机减速机构作用下，车体前侧端左右两个车轮会逆时针向前运动(车体后侧端左右两个车轮处于失电状态下不运动)，进而达到控制车体前行右转弯的效果，关闭电源开关S2后，位于车体前侧端左右两个车轮的电机M2同时失电，车体1不再前行右转弯。如果操作人员需要车体1前行左转弯，把电源开关S3的操作手柄朝向前侧拨动，于是，电源开关S3的电源输入两端2及5脚分别和第一路电源输出端1及4脚连通，由于电源开关S3的电源输出端1、4脚分别和位于车体后侧端左右两个车轮M3的正负两极电源输入端经导线连接，所以，此时，位于车体后侧端左右两个车轮的电机M3会得电工作顺时针转动，在车体后侧端左右两个车轮的电机减速机构作用下，车体后侧端左右两个车轮会逆时针向前运动(车体前侧端左右两个车轮处于失电状态下不运动)，进而达到控制车体前行左转弯的效果，关闭电源开关S3后，位于车体后侧端左右两个车轮的电机M3同时失电，车体1不再前行左转弯。

图1、3中所示，当需要喷枪的喷头41喷涂漆液时还能实现沿车体1左侧前端左右转动角度，达到多角度喷涂时，使用者打开电源开关S后，控制电路会处于得电工作状态，在单片机模块A1自身功能作用下，单片机模块A1会先从其第3脚输出6秒钟高电平进入继电器J1正极电源输入端，于是，继电器J1得电吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别闭合，由于，继电器J1两个常开触点端和枪管电机减速机构M1的正负两极连接，所以，此时，枪管电机减速机构M1的电机会得电工作逆时针转动，在枪管电机减速机构M1内部的减速齿轮作用下，枪管电机减速机构M1的动力输出轴会带动喷液中枪管及喷头41顺时针转动90度左右，从而达到喷头41向前或向后运动喷涂时、还能实现向右转动一定角度过程中喷涂；当单片机模块A1从其第3脚输出6秒钟高电平停止输出电源、间隔2秒钟后，单片机模块A1从其第4脚输出6秒钟高电平进入继电器J2正极电源输入端，于是，继电器J2得电吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别闭合，由于，继电器J2两个常开触点端和枪管电机减速机构M1负正两极电源输入端分别经导线连接，所以，6秒钟时间内，枪管电机减速机构M1的电机会得电工作其转轴顺时针转动，在枪管电机减速机构M1内部减速齿轮作用下，枪管电机减速机构M1的动力输出轴会带动喷液中枪管及喷头41逆时针转动90度左右，从而达到喷头41向前或向后运动喷涂时、还能实现向左转动一定角度过程中喷涂；当单片机模块A1从其第4脚输出6秒钟高电平停止输出电源、间隔2秒钟后，单片机模块A1又从其第3脚输出6秒钟高电平进入继电器J1正极电源输入端，进而，6秒钟时间内，枪管电机减速机构M1再次带动喷液中枪管及喷头41顺时针转动90度左右，从而再次达到喷头41向前或向后运动喷涂时、还能实现向右转动一定角度过程中喷涂；当单片机模块A1从其第3脚输出6秒钟高电平停止输出电源、间隔2秒钟后，单片机模块A1又从其第4脚输出6秒钟高电平进入继电器J2正极电源输入端，进而，6秒钟时间内，枪管电机减速机构M1再次带动喷液中枪管及喷头41逆时针转动90度左右，从而再次达到喷头41向前或向后运动喷涂时、还能实现向左转动一定角度过程中喷涂，……，上述过程不断循环，就能实现控制喷头根据需要在管道或所需喷涂设备内部的表面各个方位、各个角度进行喷涂作业，直到关闭电源开关S为止。实际操作中，操作者可控制车体1后退过程喷涂作业，防止前行喷涂、后续退出时对喷涂好的作业表面造成漆面损坏。蓄电池G无电时，把外部12V电源充电器的充电插头插入充电插座CZ内就可为蓄电池G充电。继电器J1、J2品牌是松乐、型号是SLA-24VDC-SL，具有两个电源输入端，两个控制电源输入端、两个常闭触点端、两个常开触点端。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种智能机器人自动化涂装系统，包括高压输漆泵、车体、具有电机减速机构驱动的四个车轮、蓄电池、喷枪、摄像头、显示屏、照明灯、充电插座、电源开关、轴流风扇、枪管电机减速机构，四个车轮的电机减速机构上端壳体分别固定安装在车体的下端四周，显示屏和摄像头经视频线连接，其特征在于还具有控制电路、固定筒体，枪管电机减速机构的壳体横向安装在车体的上端中部，喷枪的枪管后端横向安装在枪管电机减速机构的动力输出轴侧端，喷枪枪管的右侧和配套的高压输漆泵出液口经软胶管连接在一起，轴流风扇安装在固定筒体的内底中部，固定筒体下端为开放式结构，固定筒体的上端中部有隔板，固定筒体的隔板前侧及后侧是开放式结构，隔板上下两端有两个开孔，摄像头的固定座、照明灯的固定座分别安装在隔板开孔的内侧端，车体的左端中部有一个开孔，固定筒体的上端安装在开孔内侧端，固定筒体横向位于车体内，控制电路安装在电路板上，电路板和显示屏、电源开关、充电插座、蓄电池安装在元件盒内，元件盒位于操作者身边处，蓄电池正极和充电插座一端、第一只电源开关一端、第二只电源开关一端、第三只电源开关一端、第四只电源开关一端经导线连接，第一只电源开关另一端和控制电路正极电源输入端经导线连接，第二只电源开关另一端和照明灯、显示屏、摄像头、轴流风扇正极电源输入端经导线连接，蓄电池负极和充电插座另一端、第三只电源开关另一端、第四只电源开关另一端，以及照明灯、显示屏、摄像头、轴流风扇、控制电路负极电源输入端经导线连接，控制电路的两路电源输出端分别和枪管电机减速机构的正负两极、负正两极电源输入端经导线连接，第三只电源开关的两路电源输出端分别和位于车体前侧端左右两个车轮的正负两极电源输入端、负正两极电源输入端经导线连接，第四只电源开关的两路电源输出端分别和位于车体后侧端左右两个车轮的正负两极电源输入端、负正两极电源输入端经导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能机器人自动化涂装系统，其特征在于和车体上具有电机减速机构驱动的车轮、摄像头、照明灯、轴流风扇、枪管电机减速机构连接的导线套在软管内，并具有长度。

3.根据权利要求1所述的一种智能机器人自动化涂装系统，其特征在于第一只、第二只电源开关是拨动电源开关，第三只、第四只电源开关是具有两个电源输入端、两路电源输出端的档位电源开关。

4.根据权利要求1所述的一种智能机器人自动化涂装系统，其特征在于枪管电机减速机构是电机齿轮减速器。

5.根据权利要求1所述的一种智能机器人自动化涂装系统，其特征在于控制电路包括单片机模块和继电器，其间经电路板布线连接，单片机模块的主控芯片是STC12C5A60S2，单片机模块的正极电源输入端1脚和两只继电器正极控制电源输入端连接，单片机模块的负极电源输入端和两只继电器负极电源输入端及负极控制电源输入端连接，单片机模块的两路高电平输出端3及4脚分别和两只继电器正极电源输入端连接。

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