CN113522590B - 一种基于自动化控制的智能喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，包括底座和喷涂机构，所述底座顶壁贯穿设有移动座，所述移动座上设有驱动机构和气帘机构；所述驱动机构包括回水槽板，所述回水槽板内壁贯穿转动连接有多个第一杆，所述第一杆侧壁固定有叶轮，所述第一杆的一端依次固定有凵形架a和凵形架b，所述凵形架a和凵形架b的弯折部均转动连接有第二杆，所述回水槽板侧壁上下部分别通过拉杆固定有泵气盒，所述泵气盒内均密封滑动连接有活塞。本发明中，在上、下喷气头之间形成气帘，水帘在气帘的保护作用下，有效防止外界飘浮的油漆等杂物进入到水帘内，从而避免堵塞回水槽板和空腔连通的回流管，并提高水体的洁净度，避免频繁换水。

Description

一种基于自动化控制的智能喷涂机器人

技术领域

本发明涉及喷涂设备技术领域，尤其涉及一种基于自动化控制的智能喷涂机器人。

背景技术

喷涂机器人又叫可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人，通过喷涂机器人前置的CCD摄像头监控系统，实时监控喷涂状态。

经检索，申请号为CN201911365502.3的专利：一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，利用水环向下喷出水帘，隔开了CCD摄像头和工件，当工件上的油漆反弹时会首先接触到喷出的水帘，水帘将反弹油漆吸收，起到隔绝吸收作用，有效的避免了油漆反弹到CCD摄像头上，确保了CCD摄像头的监测效果，确保了喷漆效果，但是也存在一些不足：喷漆作业时，油性油漆不用于水，虽然可通过油水的分离的设备，除去水中的油漆，但单纯的依靠水帘隔离油漆，需要频繁对水帘用水进行除杂过滤，导致设备的实用性较低，且部分油漆属于水性油漆，会溶于水，被水帘吸收溶解后，无法轻易除去溶于水中的油漆，需要频繁更换水帘用水，使得喷气设备的实用性较差；此外，水帘在喷出后形成水幕，其落入回水槽板中时仍具有较大的动能，触及回水槽板底部时会大量的溅出，随着设备的持续工作，水帘用水会出现较大的损耗，水量损耗过多，会导致水帘无法形成水幕，其隔离油漆的作用也大幅度减弱；利用液压杆带动清洗刷对CCD摄像头进行清洁，清洗刷仅产生上下方向的运动，清洗刷上易存留杂质，造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种基于自动化控制的智能喷涂机器人。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，包括底座和喷涂机构，所述喷涂机构包括设置在移动座上的移动块，连接于所述移动块上的活动喷漆臂安装有喷漆头，通过连接杆与所述活动喷漆臂连接的CCD摄像头，所述移动座上方设置有水环，所述移动座上设有与水环对应的回水槽板，所述底座顶壁贯穿设有移动座，所述移动座上设有用于喷射空气以形成气帘的除漆机构；

所述除漆机构包括与回水槽板内壁贯穿转动连接有多个第一杆，所述第一杆侧壁固定有叶轮，所述第一杆的一端依次固定有凵形架a和凵形架b，所述凵形架a和凵形架b的弯折部均转动连接有第二杆，所述回水槽板侧壁上下部分别通过拉杆固定有泵气盒，所述泵气盒内均密封滑动连接有活塞，所述第二杆均转动连接在对应的一个活塞上，所述水环侧壁设有多个用以喷气的上喷气头，所述上喷气头与泵气盒连通，所述回水槽板侧壁固定连接有多个朝上方喷气的下喷气头，所述下喷气头与泵气盒连通。

进一步，所述底座内设有空腔，所述水环下侧开设有喷出水帘的开口，所述回水槽板呈环形结构，所述回水槽板的竖直截面呈凵字形结构，多个所述叶轮均设置于回水槽板内，所述凵形架a和凵形架b的弯折部互呈度角，所述底座底壁固定连接有多个万向轮。

进一步，所述除漆机构还包括固定连接回水槽板内壁的多个挡水板，所述挡水板与叶轮的数量一致，所述挡水板位于对应的一个叶轮上侧位置。

进一步，所述除漆机构还包括开设在泵气盒内壁的进气孔和出气孔，所述进气孔和出气孔内均设有单向阀，所述出气孔通过多个软管与多个上喷气头固定连通，所述出气孔通过多个软管与下喷气头固定连通。

进一步，所述底座上设有使移动座旋转的转动部件，所述底座上固定连接有缓冲部件，所述空腔内设有过滤部件。

进一步，所述底座的空腔内装有水体，所述移动座呈倒凸字形结构，所述移动座的底端插设于水体内，所述移动座的底端固定连接有潜水泵，所述潜水泵通过出水管和多个支撑管固定连通，所述移动座内壁设有回流管，所述回流管的一端和回水槽板连通，所述回流管远离回水槽板的一端和底座内的空腔连通。

进一步，所述除漆机构还包括开设在泵气盒内壁的环形腔，所述环形腔内密封滑动连接有环形磁块，所述活塞内设有磁体，所述环形腔内壁开设有吹气孔和抽气孔，所述吹气孔和抽气孔内均设有单向阀，所述吹气孔均通过单向管和气囊固定连通。

进一步，所述活动喷漆臂内壁开设有滑腔，所述滑腔内壁贯穿转动连接有第三杆，所述第三杆侧壁固定连接有齿轮，所述第三杆远离齿轮的一端固定有刷毛柄，所述滑腔内壁通过弹簧弹性连接有齿条，所述齿条和齿轮啮合连接，所述齿条底部固定连接有滑块，所述滑块密封滑动连接在滑腔内，所述滑腔内设有平衡孔，所述滑腔通过连通管和气囊固定连通，所述连通管内设有开放式安全阀。

本发明具有以下优点：

1、在喷涂作业中，使喷出的水帘从多个途径对多个叶轮一侧的叶片进行冲击，叶轮带动第一杆转动，从而通过两个活塞的密封滑动，使得上、下喷气头之间形成气帘，在气帘的保护作用下，将将大部分重量较轻的油漆小颗粒吹离，穿过气帘的少量大颗粒油漆可被水帘隔离，二道隔离不仅可提高油漆隔离的效果，同时可以减少进入水帘中油漆的量，避免频繁停机过滤、清理或者更换水帘用水；同时利用水帘的动能驱动叶轮转动，进而为了气帘的形成提供动力，在不增加能耗的提前下，即可实现二道隔离，同时水帘的动能转化给水轮的转动的机械能，可有效减小水帘冲击回水槽板时溅起的量，进而减少水帘用水的损耗，降低人工补水的频率，提高了设备的实用性；

2、利用叶轮带动圆柱凸轮转动，进而通过齿条、齿轮和第三杆等结构来带动刷毛柄转动，刷毛柄上的刷毛对CCD摄像头上的杂质进行清洁，同时刷毛柄在快速转动的过程中，将通过离心力作用，将刷毛上刷除的杂质进行甩出，具有自清洁的功能，相对于现有技术中采用液压杆推动清洁刷进行清洁，不仅无需额外使用动力设备，减少了能耗，同时充分的利用了水帘的动力，采用压气和瞬时排气的方式驱动清洁刷动作，实现了定时清洁，无需人工控制，使得设备自动化程度更高，更加节省人力成本。

附图说明

图1为本发明提出的实施例一的结构示意图；

图2为图1中A部分结构的放大示意图；

图3为本发明提出的实施例二的结构示意图；

图4为实施例二中泵气盒沿竖直方向剖视的结构示意图。

图中：1底座、201回水槽板、202第一杆、203叶轮、204凵形架a、205凵形架b、206泵气盒、207活塞、208第二杆、209下喷气头、210支撑管、211水环、212上喷气头、213挡水板、215进气孔、216出气孔、301回流管、302潜水泵、401环形腔、402环形磁块、403吹气孔、404抽气孔、405气囊、501滑腔、502齿条、503滑块、504齿轮、505第三杆、506刷毛柄、10移动座、11连接杆、12CCD摄像头、14移动块、15活动喷漆臂、16喷漆头、17万向轮。

具体实施方式

实施例一

参照图1-2，一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，包括底座1和喷涂机构，喷涂机构包括设置在移动座10上的移动块14，连接于移动块14上的活动喷漆臂15安装有喷漆头16，通过连接杆11与活动喷漆臂15连接的CCD摄像头12，移动座10上方设置有水环211，移动座10上设有与水环211对应的回水槽板201，底座1顶壁贯穿设有移动座10，移动座10上设有用于喷射空气以形成气帘的除漆机构；

除漆机构包括与回水槽板201内壁贯穿转动连接有多个第一杆202，第一杆202侧壁固定有叶轮203，第一杆202的一端依次固定有凵形架a204和凵形架b205，凵形架a204和凵形架b205的弯折部均转动连接有第二杆208，回水槽板201侧壁上下部分别通过拉杆固定有泵气盒206，泵气盒206内均密封滑动连接有活塞207，第二杆208均转动连接在对应的一个活塞207上，水环211侧壁设有多个用以喷气的上喷气头212，上喷气头212与泵气盒206连通，回水槽板201侧壁固定连接有多个朝上方喷气的下喷气头209，下喷气头209与泵气盒206连通。

底座1内设有空腔，水环211下侧开设有喷出水帘的开口，回水槽板201呈环形结构，回水槽板201的竖直截面呈凵字形结构，多个叶轮203均设置于回水槽板201内，凵形架a204和凵形架b205的弯折部互呈180度角，底座1底壁固定连接有多个万向轮17，潜水泵302将水体泵液到水环211内，接而水体从水环211下侧的开口处喷出，形成水帘。

除漆机构还包括固定连接回水槽板201内壁的多个挡水板213，挡水板213与叶轮203的数量一致，挡水板213位于对应的一个叶轮203上侧位置，挡水板213位于叶轮203的一侧上部，从水环211向下喷出的水帘对叶轮203另一侧的叶片进行冲击，使得叶轮203可以进行快速的转动。

除漆机构还包括开设在泵气盒206内壁的进气孔215和出气孔216，进气孔215和出气孔216内均设有单向阀，出气孔216通过多个软管与多个上喷气头212固定连通，出气孔216通过多个软管与下喷气头209固定连通，进气孔215内的单向阀只允许外界的气体抽入到泵气盒206内，而出气孔216内的单向阀只允许泵气盒206内的气体挤压到上、下喷气头内喷出。

底座1上设有使移动座10旋转的转动部件，底座1上固定连接有缓冲部件，空腔内设有过滤部件，移动座10贯穿转动连接在底座1上，以上均为现有技术，在此不进行赘述。

底座1的空腔内装有水体，移动座10呈倒凸字形结构，移动座10的底端插设于水体内，移动座10的底端固定连接有潜水泵302，潜水泵302通过出水管和多个支撑管210固定连通，移动座10内壁设有回流管301，回流管301的一端和回水槽板201连通，回流管301远离回水槽板201的一端和底座1内的空腔连通，潜水泵302将空腔内的水体泵液到水环211内，将电能转化为水体的机械能，并且使水体从水环211下侧喷出时具有一定的机械能，从而提高对叶轮203的冲击力。

本实施例中，通过喷涂机构完成喷涂作业中的移动、转动和喷涂等功能。

在喷涂作业中，打开潜水泵302，潜水泵302将空腔内的水体泵液到水环211内，使水体从水环211下侧的开口处喷出形成水帘，形成水帘的部分水体首先进入到回水槽板201内，接而对多个叶轮203一侧的叶片进行冲击，使叶轮203产生转动。

当叶轮203转动后，将带动第一杆202转动，从而第一杆202带动凵形架a204和凵形架b205转动，使得凵形架a204和凵形架b205分别带动对应的一个第二杆208运动，使得第二杆208均带动对应的活塞207在一个泵气盒206内上下往复密封滑动，通过进气孔215从外界抽入气体，并且通过出气孔216将气体挤压到到多个上喷气头212和多个下喷气头209处喷出，上、下喷气头喷出的气体具有一定的宽度，使得上、下喷气头之间形成气帘，在气帘的保护作用下，将将大部分重量较轻的油漆小颗粒吹离，穿过气帘的少量大颗粒油漆可被水帘隔离，二道隔离不仅可提高油漆隔离的效果，同时可以减少进入水帘中油漆的量，避免频繁停机过滤、清理或者更换水帘用水；同时利用水帘的动能驱动叶轮转动，进而为了气帘的形成提供动力，在不增加能耗的提前下，即可实现二道隔离，同时水帘的动能转化给水轮的转动的机械能，可有效减小水帘冲击回水槽板时溅起的量，进而减少水帘用水的损耗，降低人工补水的频率，提高了设备的实用性。

同时，因凵形架a204和凵形架b205弯折处互呈180度，在凵形架a204和凵形架b205的作用下，将始终有一个活塞207处于挤压气体进入到上、下喷气头内的状态，而另一个活塞207则处于从外界补充气体的状态，使得形成气帘的过程中连续可靠。

实施例二

参照图3-4，本实施例与实施例一不同的是：

除漆机构还包括开设在泵气盒206内壁的环形腔401，环形腔401内密封滑动连接有环形磁块402，活塞207内设有磁体，环形腔401内壁开设有吹气孔403和抽气孔404，吹气孔403和抽气孔404内均设有单向阀，吹气孔403均通过单向管和气囊405固定连通，环形磁块402和磁体极性相反互为磁吸力。

活动喷漆臂15内壁开设有滑腔501，滑腔501内壁贯穿转动连接有第三杆505，第三杆505侧壁固定连接有齿轮504，第三杆505远离齿轮504的一端固定有刷毛柄506，滑腔501内壁通过弹簧弹性连接有齿条502，齿条502和齿轮504啮合连接，齿条502底部固定连接有滑块503，滑块503密封滑动连接在滑腔501内，滑腔501内设有平衡孔，滑腔501通过连通管和气囊405固定连通，连通管内设有开放式安全阀，在气体压力达到设定值后，可将超压的气体在短时间内排出，推动滑块503和齿条502在滑腔501内滑动，从而带动啮合连接的齿轮504转动，使得齿轮504通过第三杆505带动刷毛柄506转动，平衡孔起到在齿条502滑动一段距离后使气体溢出的作用，刷毛柄506呈长条形结构，非转动状态时对CCD摄像头12的工作不产生干扰。

本实施例中，活塞207在上下往复运动时，因磁体和环形磁块402极性相反互为磁吸力，那么活塞207将带动环形磁块402在环形腔401内密封滑动，从而将外界的气体抽入到环形腔401内，接而再进行挤压，通过单向管进入到气囊405内，气体在气囊405内进行压缩，当达到开放式安全阀的设定值后，使气体进入到滑腔501内，进而推动滑块503和齿条502同步向上运动，当齿条502在滑腔501内滑动时，将带动啮合连接的齿轮504转动，使得齿轮504通过第三杆505带动刷毛柄506转动，刷毛柄506上的刷毛对CCD摄像头12上的杂质进行清洁，同时刷毛柄506在快速转动的过程中，将通过离心力作用，将刷毛上刷除的杂质进行甩出，具有自清洁的功能，相对于现有技术中采用液压杆推动清洁刷进行清洁，不仅无需额外使用动力设备，减少了能耗，同时充分的利用了水帘的动力，采用压气和瞬时排气的方式驱动清洁刷动作，实现了定时清洁，无需人工控制，使得设备自动化程度更高，更加节省人力成本。

Claims (8)

1.一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，包括底座（1）和喷涂机构，所述底座（1）上设有移动座（10），所述喷涂机构包括设置在移动座（10）上的移动块（14），连接于所述移动块（14）上的活动喷漆臂（15）安装有喷漆头（16），通过连接杆（11）与所述活动喷漆臂（15）连接的CCD摄像头（12），所述移动座（10）上通过支撑管（210）设置有水环（211），所述水环（211）下侧开设有喷出水帘的开口，所述移动座（10）上设有与水环（211）对应的回水槽板（201），其特征在于，所述底座（1）顶壁贯穿设有移动座（10），所述移动座（10）上设有用于喷射空气以形成气帘的除漆机构；

所述除漆机构包括与回水槽板（201）内壁贯穿转动连接有多个第一杆（202），所述第一杆（202）侧壁固定有叶轮（203），所述叶轮（203）与水环（211）对应设置，且叶轮（203）由水环（211）喷出的水帘驱动旋转，所述第一杆（202）的一端依次固定有凵形架a（204）和凵形架b（205），所述凵形架a（204）和凵形架b（205）的弯折部均转动连接有第二杆（208），所述回水槽板（201）侧壁上下部分别通过拉杆固定有泵气盒（206），所述泵气盒（206）内均密封滑动连接有活塞（207），所述第二杆（208）均转动连接在对应的一个活塞（207）上，所述水环（211）侧壁设有多个用以喷气的上喷气头（212），所述上喷气头（212）与泵气盒（206）连通，所述回水槽板（201）侧壁固定连接有多个朝上方喷气的下喷气头（209），所述下喷气头（209）与泵气盒（206）连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，其特征在于，所述底座（1）内设有空腔，所述回水槽板（201）呈环形结构，所述回水槽板（201）的竖直截面呈凵字形结构，多个所述叶轮（203）均设置于回水槽板（201）内，所述凵形架a（204）和凵形架b（205）的弯折部互呈180度角，所述底座（1）底壁固定连接有多个万向轮（17）。

3.根据权利要求2所述的一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，其特征在于，所述除漆机构还包括固定连接回水槽板（201）内壁的多个挡水板（213），所述挡水板（213）与叶轮（203）的数量一致，所述挡水板（213）位于对应的一个叶轮（203）上侧位置。

4.根据权利要求3所述的一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，其特征在于，所述除漆机构还包括开设在泵气盒（206）内壁的进气孔（215）和出气孔（216），所述进气孔（215）和出气孔（216）内均设有单向阀，所述出气孔（216）通过多个软管与多个上喷气头（212）固定连通，所述出气孔（216）通过多个软管与下喷气头（209）固定连通。

5.根据权利要求4所述的一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，其特征在于，所述底座（1）上设有使移动座（10）旋转的转动部件，所述底座（1）上固定连接有缓冲部件，所述空腔内设有过滤部件。

6.根据权利要求5所述的一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，其特征在于，所述底座（1）的空腔内装有水体，所述移动座（10）呈倒凸字形结构，所述移动座（10）的底端插设于水体内，所述移动座（10）的底端固定连接有潜水泵（302），所述潜水泵（302）通过出水管和多个支撑管（210）固定连通，所述移动座（10）内壁设有回流管（301），所述回流管（301）的一端和回水槽板（201）连通，所述回流管（301）远离回水槽板（201）的一端和底座（1）内的空腔连通。

7.根据权利要求6所述的一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，其特征在于，所述除漆机构还包括开设在泵气盒（206）内壁的环形腔（401），所述环形腔（401）内密封滑动连接有环形磁块（402），所述活塞（207）内设有磁体，所述环形腔（401）内壁开设有吹气孔（403）和抽气孔（404），所述吹气孔（403）和抽气孔（404）内均设有单向阀，所述吹气孔（403）均通过单向管和气囊（405）固定连通。

8.根据权利要求7所述的一种基于自动化控制的智能喷涂机器人，其特征在于，所述活动喷漆臂（15）内壁开设有滑腔（501），所述滑腔（501）内壁贯穿转动连接有第三杆（505），所述第三杆（505）侧壁固定连接有齿轮（504），所述第三杆（505）远离齿轮（504）的一端固定有刷毛柄（506），所述滑腔（501）内壁通过弹簧弹性连接有齿条（502），所述齿条（502）和齿轮（504）啮合连接，所述齿条（502）底部固定连接有滑块（503），所述滑块（503）密封滑动连接在滑腔（501）内，所述滑腔（501）内设有平衡孔，所述滑腔（501）通过连通管和气囊（405）固定连通，所述连通管内设有开放式安全阀。

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