CN113245112B - 一种喷漆装置及喷漆多轴机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷漆装置及喷漆多轴机器人，主要涉及到喷漆机械领域，喷漆装置包括壳体、升降套筒和升降驱动模块；壳体的内部为料仓，壳体上设置有若干个喷漆孔，任一个喷漆孔分别与料仓和壳体的外部连通，若干个喷漆孔中的至少两个喷漆孔不位于同一高度上；壳体中还设置有圆筒形的滑槽，滑槽的顶端敞开，滑槽的底端基于壳体封闭；升降套筒滑动配合在滑槽中，且基于升降驱动模块控制升降套筒的高度；通过升降驱动模块驱动，升降套筒具有打开低于升降套筒的底面的喷漆孔的功能。该喷漆装置的壳体上设置有多个位于不同高度上的喷漆孔，通过升降套筒的设置可控制喷漆孔的导通数量，从而实现对单位时间内的喷漆面积的控制，具有良好的使用便利性。

Description

一种喷漆装置及喷漆多轴机器人

技术领域

本发明涉及喷漆机械领域，具体涉及到一种喷漆装置及喷漆多轴机器人。

背景技术

现有的喷漆机器人通常利用多轴机器人控制喷漆喷嘴的运动实现喷漆，在喷嘴距离喷漆对象的距离一定的条件下，喷嘴的喷漆面积是相对固定的，实际实施中，针对不同的喷漆对象，需要更换不同的喷漆头，使用较为不便。

发明内容

本发明提供了一种喷漆装置及喷漆多轴机器人，该喷漆装置的壳体上设置有多个位于不同高度上的喷漆孔，通过升降套筒的设置可控制喷漆孔的导通数量，从而实现对单位时间内的喷漆面积的控制，具有良好的使用便利性。

相应的，本发明提供了一种喷漆装置，所述喷漆装置包括壳体、升降套筒和升降驱动模块；

所述壳体的内部为料仓，所述壳体上设置有若干个喷漆孔，任一个所述喷漆孔分别与所述料仓和所述壳体的外部连通，所述若干个喷漆孔中的至少两个喷漆孔位于不同高度上；

所述壳体中还设置有圆筒形的滑槽，所述滑槽的顶端敞开，所述滑槽的底端基于所述壳体封闭；

所述升降套筒滑动配合在所述滑槽中，且基于所述升降驱动模块控制所述升降套筒的高度；通过所述升降驱动模块驱动，所述升降套筒具有截断高于所述升降套筒底面的喷漆孔和/或打开低于所述升降套筒底面的喷漆孔的功能。

可选的实施方式，所述升降驱动模块为升降驱动元件和升降螺纹件；

所述升降螺纹件同轴设置在所述升降套筒的内壁一侧上，且所述升降螺纹件设置在所述壳体上，所述升降螺纹件具有自转自由度；

所述升降螺纹件的外壁设置有升降螺纹，所述升降套筒的内壁上设置有与所述升降螺纹配合的配合螺纹，所述配合螺纹与所述升降螺纹配合；

所述升降驱动元件设置在所述壳体的外部，所述升降驱动元件用于驱动所述升降螺纹件自转。

可选的实施方式，所述喷漆装置还包括旋转套筒和旋转驱动模块；

所述壳体的内壁为光滑圆柱面，所述旋转套筒的外壁滑动配合在所述壳体的内壁上，所述旋转驱动模块用于驱动所述旋转套筒转动；

在所述若干个喷漆孔中，至少有两个喷漆孔位于同一高度上，对应于位于同一平面上的喷漆孔，所述旋转套筒在对应高度上设置有若干个流量孔；

所述旋转套筒基于所述旋转驱动模块驱动自转，在所述旋转套筒自转过程中，相互对齐的一组流量孔和喷漆孔形成一条流出通道，所述料仓通过所述流出通道与壳体的外部连通，基于所述旋转套筒的自转改变所述流出通道的形成数量。

可选的实施方式，所述旋转驱动模块包括驱动齿轮、连接轴和转动驱动元件；

所述驱动齿轮设置在所述料仓的底部，所述驱动齿轮的外壁设置有平齿，所述旋转套筒设置有与所述平齿对应的配合齿，所述平齿与所述配合齿对应啮合；

所述连接轴的一端与所述驱动齿轮同轴连接，所述连接轴的一端伸出至所述壳体的外部并与所述转动驱动元件连接。

可选的实施方式，所述喷漆装置还包括限压套筒、限压阀体和限压弹簧；

所述限压套筒的外壁配合在所述旋转套筒的内壁上，所述限压套筒的内壁中部设置有限位台阶，所述限压套筒的内壁的顶端设置有密封台阶；

所述限压阀体包括同轴连接的导向柱和阀门，所述阀门配合在所述限位台阶下方，所述导向柱滑动配合在所述限位台阶的内壁上和实施密封台阶上；

所述密封台阶、所述限位台阶、所述导向柱和位于所述密封台阶和限位台阶之间的限压套筒的内壁形成密封腔体，所述限压套筒的侧壁上设置有与所述密封腔体连通的注入孔；

所述限压弹簧设置在所述限压阀体和所述驱动齿轮之间，所述连接轴穿过所述限压阀体。

可选的实施方式，所述限压弹簧的数量为两根以上，且不同限压弹簧的长度不同和截面直径不同，所有限压弹簧分别套设在所述连接轴上；

所述喷漆装置还包括限压螺纹环和限压驱动模块；

所述限压螺纹环设置在所述壳体内的预设高度上，所述限压螺纹环的内壁设置有限压螺纹，所述限压套筒的外壁设置有与所述限压螺纹配合的限压配合螺纹，所述限压螺纹和限压配合螺纹配合；

所述限压驱动模块用于驱动所述限压螺纹环转动。

相应的，本发明还提供了一种喷漆多轴机器人，包括多轴机器人本体和以上任一项所述的喷漆装置；

所述喷漆装置安装在所述多轴机器人本体上。

可选的实施方式，所述喷漆多轴机器人还包括整体驱动模块，所述喷漆装置通过所述整体驱动模块安装在所述多轴机器人本体上；

所述整体驱动模块用于驱动所述喷漆装置转动。

本发明提供了一种喷漆装置及喷漆多轴机器人，该喷漆装置通过升降套筒的设置能够灵活调节喷漆孔的导通数量；通过旋转套筒的设置，该喷漆装置能够进一步选择同一高度上的不同喷漆孔进行导通；限压结构内置在壳体中，能够保证喷漆的压力稳定性；结合上述结构，该喷漆多轴机器人在无需调节壳体的位置的前提条件下，可对多个方向和多个位置进行喷漆作业，具有良好的喷漆便利性，该喷漆装置中各部件的位置安排以及运动形式的设置合理，具有良好的使用便利性，相对于现有技术具有一定的进步性。

附图说明

图1为本发明实施例的喷漆装置的三维结构示意图；

图2为本发明实施例的喷漆装置的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例的喷漆装置的第一剖面结构示意图；

图4为本发明实施例的喷漆装置的第二剖面结构示意图；

图5为本发明实施例的T型限位结构的剖面结构局部示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例的喷漆装置的三维结构示意图，图2示出了本发明实施例的喷漆装置的俯视结构示意图，图3示出了本发明实施例的喷漆装置的第一剖面结构示意图；图4示出了本发明实施例的喷漆装置的第二剖面结构示意图；具体的，第一剖面和第二剖面相互正交。

相应的，本发明提供了一种喷漆多轴机器人，包括喷漆装置。

所述喷漆装置包括壳体1、升降套筒3和升降驱动模块；

所述壳体1的内部为料仓，所述壳体1上设置有若干个喷漆孔2，任一个所述喷漆孔2分别与所述料仓和壳体1外部连通，所述若干个喷漆孔2中的至少两个喷漆孔2位于不同高度上；具体的，壳体1的作用等价于传统意义上的喷漆头，主要用于漆料的喷出。

所述壳体1中还设置有圆筒形的滑槽，所述滑槽的顶端敞开，所述滑槽的底端基于所述壳体1封闭；所述滑槽分别与所述若干个喷漆孔2连通，所述升降套筒3滑动配合在所述滑槽中，且基于所述升降驱动模块控制所述升降套筒3的高度；通过所述升降驱动模块驱动，所述升降套筒具有截断高于所述升降套筒的底面的喷漆孔和/或打开低于所述升降套筒的底面的喷漆孔2的功能。

结合图1所示结构，喷漆孔2分布在若干个高度上（本发明实施例为两个高度），升降套筒3的运动模式为升降运动，在升降套筒3的升降过程中，会打开或关闭其中的部分喷漆孔2，导通的喷漆孔2的数量的不同，影响到作业时同时的喷漆面积，因此，通过调整升降套筒3的高度，可实现调节单位时间内的喷漆面积的功能。

具体的，关于升降套筒3的升降驱动，在本发明实施例中，所述升降驱动模块为升降驱动元件和升降螺纹件4；所述升降螺纹件4同轴设置在所述升降套筒3的内壁一侧上，所述升降螺纹件的设置位置与所述壳体固定相对固定，且所述升降螺纹件4具有自转自由度；所述升降螺纹件4的外壁设置有升降螺纹，所述升降套筒3的内壁上设置有与所述升降螺纹4配合的配合螺纹，所述配合螺纹与所述升降螺纹配合；所述升降驱动元件设置在所述壳体的外部，所述升降驱动元件用于驱动所述升降螺纹件自转。

结合图3所示结构，壳体1在对应于升降螺纹件4的位置设置有安装台阶以供升降螺纹件4底部抵靠，此外，为了防止升降螺纹件4沿竖直方向攒动，可选的，可通过T型限位结构对其进行限位，同时不会对其运动产生阻碍。

图5示出了T型限位结构的剖面结构局部示意图，壳体1朝升降螺纹件4的内部延伸出截面形状为T型的限位结构，以保证升降螺纹件4不会朝上方运动。此外，还可以通过设置端盖等形式对升降螺纹件4竖直方向的运动进行限位，本发明不逐一进行说明。

需要说明的是，为了视图的清晰，图3和图4仅用于示出本发明实施例的喷漆装置的基本实施结构示意图，关于具体的实施结构会以文字和局部示意图进行说明。

关于升降驱动元件对所述升降螺纹件的驱动方式有多种，具体实施中可根据现有技术的传动方式进行设置。

具体的，通过控制升降套筒3可对一定高度以下的喷漆孔2进行导通，为了实现对每一个高度的喷漆孔2导通数量的限定，在本发明实施例中，所述喷漆装置还包括旋转套筒11和旋转驱动模块；所述壳体1的内壁为光滑圆柱面，所述旋转套筒11的外壁滑动配合在所述壳体1的内壁上，所述旋转驱动模块用于驱动所述旋转套筒11转动；在所述若干个喷漆孔2中，至少有两个喷漆孔2位于同一高度上，对应于位于同一平面上的喷漆孔2，所述旋转套筒11在对应高度上设置有若干个流量孔14；所述旋转套筒11基于所述旋转驱动模块驱动自转，在所述旋转套筒11自转过程中，相互对齐的一组流量孔和喷漆孔形成流出通道，所述料仓通过所述流出通道与壳体的外部连通，基于所述旋转套筒的自转改变所述流出通道的形成数量。

具体的，结合图2、图3和图4所示结构，旋转套筒11是一个仅能自转的圆柱形部件，其上设置有若干个流量孔14。实际实施中，流量孔14的设置数量、设置位置是与喷漆孔2对应的，通过转动旋转套筒11，流量孔14与对应的喷漆孔2之间可能是导通的，也可能是封闭的，通过合理设置每一个高度上的流量孔14的数量和位置，即可通过旋转旋转套筒11实现对同一高度上的喷漆孔2的导通控制。

例如，参照附图图2，图2中所示的喷漆孔2均为位于同一高度上的流量孔，通过在旋转套筒11上的圆周方向上合理设置若干个流量孔14，在旋转套筒11时，能够通过流量孔14与料仓连通的喷漆孔2的数量是可调整的，导通的喷漆孔2数量上的不同影响着喷漆的单位喷漆量，导通的喷漆孔2的不同影响着喷漆的具体方向。

进一步的，基于坐标系原理，将壳体1的表面展开，每一个喷漆孔2具有其独立的坐标位置；将升降套筒3的底面视为一条横线，位于横线下方的喷漆孔2导通，位于直线上方的喷漆孔2截断；将旋转套筒11的流量孔14视为选择器，若流量孔14加工为沿竖直方向的长条形，长条形的流量孔14可视为一条竖线，只有与竖线相对应的且处于横线下方的喷漆孔2才能喷漆；通过合理设置每一个喷漆孔2在空间上的位置，可实现每一个喷漆孔2喷漆的精准控制。

为了实现旋转套筒11的驱动，所述旋转驱动模块包括驱动齿轮12、连接轴8和转动驱动元件；所述驱动齿轮12设置在所述料仓的底部，所述驱动齿轮12的外壁设置有平齿，所述旋转套筒11设置有与所述平齿对应的配合齿，所述平齿与所述配合齿对应啮合；所述连接轴8的一端与所述驱动齿轮12同轴连接，所述连接轴8的一端伸出至所述壳体1的外部并与所述转动驱动元件连接。

由于旋转套筒11和驱动齿轮12为平齿连接关系，不存在竖直方向的作用力，在重力作用下，旋转套筒11会始终抵靠在壳体1的内底面上。

具体的，喷漆作业中相对重要的一个环节为喷漆压力的控制，喷漆压力的稳定性影响着喷漆的质量；由流体力学原理以及力的传递性质，喷漆压力控制的结构距离喷漆孔2越远，喷漆孔2喷出的漆料的压力稳定性越差。为了喷漆压力控制的结构距离喷漆孔2尽可能的近，在本发明实施例中，所述喷漆装置还包括限压套筒5、限压阀门13和限压弹簧10；所述限压套筒5的外壁配合在所述旋转套筒11的内壁上，所述限压套筒5的内壁中部设置有限位台阶7，所述限压套筒5的内壁的顶端设置有密封台阶9；所述限压阀门13包括同轴连接的导向柱和阀门13，所述阀门13配合在所述限位台阶7下方，所述导向柱滑动配合在所述限位台阶7的内壁上和实施密封台阶9上；所述密封台阶9、所述限位台阶7、所述导向柱和位于所述密封台阶9和限位台阶7之间的限压套筒5的内壁形成密封腔体，所述限压套筒5的侧壁上设置有与所述密封腔体连通的注入孔15；所述限压弹簧10设置在所述限压阀门13和所述驱动齿轮12之间，所述连接轴8穿过所述限压阀门13。

具体的，通过更换不同的限压弹簧10可实现调节喷漆压力的功能，同时，该限压结构距离喷漆孔2的距离较近，且在漆料运动过程中没有涉及到软管的连接，喷漆压力稳定性较强。

此外，结合图示结构，导向柱上端穿出至限压套筒5外部，相应的，连接轴8也从导向柱中穿出，在该结构中，主要保证限压套筒5的密封性，不会存在泄压的问题，相对应的运动部件不会对漆料的流入造成干扰。

相对应的，针对于更换弹簧的操作便利性不高的问题，在本发明实施例中，所述限压弹簧10的数量为两根以上，且不同限压弹簧10的长度不同和截面直径不同，所有限压弹簧10分别套设在所述连接轴8上；所述喷漆装置还包括限压螺纹环6和限压驱动模块；所述限压螺纹环6设置在所述壳体1内的预设高度上，所述限压螺纹环6的内壁设置有限压螺纹，所述限压套筒5的外壁设置有与所述限压螺纹配合的限压配合螺纹，所述限压螺纹和限压配合螺纹配合；所述限压驱动模块用于驱动所述限压螺纹环6转动。具体的，限压套筒5受限压驱动模块驱动沿竖直方向运动，结合壳体1内部设置的多根不同高度的限压弹簧10，可阶梯性的调节限压套筒5的限压压力，相较于更换限压弹簧10更为灵活。

进一步的，关于喷漆孔2的朝向设置，具体实施中，位于不同高度上的喷漆孔2的朝向不同。喷漆孔2的朝向的不同，主要有利于针对不同角度的平面进行喷漆，例如在容器的内部进行喷漆，由于空间不足，很难通过调整壳体1的朝向来调节喷漆方向，因此，通过对不同喷漆孔2的朝向设定，可很好的漆料进行方向控制。

相应的，本发明还提供了一种喷漆多轴机器人，所述喷漆多轴机器人包括多轴机器人本体和以上任一实施例所述的喷漆装置；所述喷漆装置安装在所述多轴机器人本体上。

具体的，针对喷漆作业时的相对运动问题，具体实施中，可采用工件运动而喷漆装置固定的作业模式，也可以采用喷漆装置运动而工件固定的作业模式；因此，相应的，所述喷漆多轴机器人还包括整体驱动模块，所述喷漆装置通过所述整体驱动模块安装在所述多轴机器人本体上；所述整体驱动模块用于驱动所述喷漆装置转动。

需要说明的是，本发明实施例针对各个运动部件的驱动装置均没有在附图中示出，一方面，远程驱动装置（本发明实施例所涉及到的为远程旋转驱动装置）的类型有多种，可参照现有技术进行实施；另一方面，由于本发明实施例所提供的喷漆多轴机器人在对容器内壁进行喷漆作业的方面相对于现有技术具有一定的进步性，壳体1是实际作业中伸入到容器内壁的结构，本发明实施例着重描写关于壳体1内部结构以及相应的配套结构，驱动装置均设置在壳体1的外部，一般会设置在多轴机器人本体的末端臂上。

综合上述说明，具体实施中，本发明实施例的喷漆装置的运行动作为：利用多轴机器人本体将喷漆装置整体驱使到预定位置，然后通过预设程序，通过升降驱动元件驱动升降螺纹件4运动，从而调节升降套筒3的运动高度，低于所述升降套筒的底面的喷漆孔2不会收到升降套筒的阻挡；然后通过预设程序，通过旋转驱动模块驱动旋转套筒11转动至特定位置，相应的，低于所述升降套筒的底面的喷漆孔2会受到旋转套筒11的选择性导通，只有与旋转套筒11上的流量孔14相对的喷漆孔2才会与料仓连通；此时，通过注入孔15注入漆料，注入的漆料的压力达到一定值时，会将限压阀门13下压，漆料进入至料仓中并从对应的喷漆孔2中喷出；在漆料喷出的同时，结合整体驱动模块的驱动，喷漆装置能够实现多种喷漆形式。

本发明实施例提供了一种喷漆装置及喷漆多轴机器人，该喷漆装置通过升降套筒3的设置，能够调节喷漆孔2的导通数量；通过旋转套筒11的设置，该喷漆装置能够进一步对同一高度上的不同喷漆孔2进行选择性导通；限压结构内置在壳体1中，能够保证喷漆的压力稳定性；结合上述结构，该喷漆多轴机器人在无需调节壳体1的位置的前提条件下，可对多个方向和多个位置进行喷漆作业，尤其在对容器的内壁进行喷漆时，可避免机械人的臂的运动，具有良好的喷漆便利性，该喷漆装置中各部件的位置安排以及运动形式的设置合理，具有良好的使用便利性，相对于现有技术具有显著进步。

以上对本发明实施例所提供的一种喷漆多轴机器人进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种喷漆装置，其特征在于，所述喷漆装置包括壳体、升降套筒和升降驱动模块；

所述壳体的内部为料仓，所述壳体上设置有若干个喷漆孔，任一个所述喷漆孔分别与所述料仓和所述壳体的外部连通，所述若干个喷漆孔中的至少两个喷漆孔位于不同高度上；

所述壳体中还设置有圆筒形的滑槽，所述滑槽的顶端敞开，所述滑槽的底端基于所述壳体封闭；

所述升降套筒滑动配合在所述滑槽中，且基于所述升降驱动模块控制所述升降套筒的高度；

通过所述升降驱动模块驱动，所述升降套筒具有截断高于所述升降套筒底面的喷漆孔和/或打开低于所述升降套筒底面的喷漆孔的功能；

所述升降驱动模块为升降驱动元件和升降螺纹件；

所述升降螺纹件同轴设置在所述升降套筒的内壁一侧上，且所述升降螺纹件设置在所述壳体上，所述升降螺纹件具有自转自由度；

所述升降螺纹件的外壁设置有升降螺纹，所述升降套筒的内壁上设置有与所述升降螺纹配合的配合螺纹，所述配合螺纹与所述升降螺纹配合；

所述升降驱动元件设置在所述壳体的外部，所述升降驱动元件用于驱动所述升降螺纹件自转；

所述喷漆装置还包括旋转套筒和旋转驱动模块；

所述壳体的内壁为光滑圆柱面，所述旋转套筒的外壁滑动配合在所述壳体的内壁上，所述旋转驱动模块用于驱动所述旋转套筒转动；

在所述若干个喷漆孔中，至少有两个喷漆孔位于同一平面上，对应于位于同一高度上的喷漆孔，所述旋转套筒在对应高度上设置有若干个流量孔；

所述旋转套筒基于所述旋转驱动模块驱动自转，在所述旋转套筒自转过程中，相互对齐的一组流量孔和喷漆孔形成一条流出通道，所述料仓通过所述流出通道与壳体的外部连通，基于所述旋转套筒的自转改变所述流出通道的形成数量；

所述旋转驱动模块包括驱动齿轮、连接轴和转动驱动元件；

所述驱动齿轮设置在所述料仓的底部，所述驱动齿轮的外壁设置有平齿，所述旋转套筒设置有与所述平齿对应的配合齿，所述平齿与所述配合齿对应啮合；

所述连接轴的一端与所述驱动齿轮同轴连接，所述连接轴的一端伸出至所述壳体的外部并与所述转动驱动元件连接；

所述喷漆装置还包括限压套筒、限压阀体和限压弹簧；

所述限压套筒的外壁配合在所述旋转套筒的内壁上，所述限压套筒的内壁中部设置有限位台阶，所述限压套筒的内壁的顶端设置有密封台阶；

所述限压阀体包括同轴连接的导向柱和阀门，所述阀门配合在所述限位台阶下方，所述导向柱滑动配合在所述限位台阶的内壁上和所述 密封台阶上；

所述密封台阶、所述限位台阶、所述导向柱和位于所述密封台阶和限位台阶之间的限压套筒的内壁形成密封腔体，所述限压套筒的侧壁上设置有与所述密封腔体连通的注入孔；

所述限压弹簧设置在所述限压阀体和所述驱动齿轮之间，所述连接轴穿过所述限压阀体。

2.如权利要求1所述的喷漆装置，其特征在于，所述限压弹簧的数量为两根以上，且不同限压弹簧的长度不同和截面直径不同，所有限压弹簧分别套设在所述连接轴上；

所述喷漆装置还包括限压螺纹环和限压驱动模块；

所述限压螺纹环设置在所述壳体内的预设高度上，所述限压螺纹环的内壁设置有限压螺纹，所述限压套筒的外壁设置有与所述限压螺纹配合的限压配合螺纹，所述限压螺纹和限压配合螺纹配合；

所述限压驱动模块用于驱动所述限压螺纹环转动。

3.一种喷漆多轴机器人，其特征在于，包括多轴机器人本体和权利要求1或2所述的喷漆装置；

所述喷漆装置安装在所述多轴机器人本体上。

4.如权利要求3所述的喷漆多轴机器人，其特征在于，所述喷漆多轴机器人还包括整体驱动模块，所述喷漆装置通过所述整体驱动模块安装在所述多轴机器人本体上；

所述整体驱动模块用于驱动所述喷漆装置转动。

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