CN115889044A - 多自由度冗余驱动喷涂装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度冗余驱动喷涂装备，包括底座、喷涂平台、第一支链、第二支链和第三支链。其中，喷涂平台包括喷涂基座，喷枪滑块相对于喷涂基座可左右滑动，喷枪滑块的前表面上设有喷枪；第一支链和第二支链分别相对间隔开地布置在喷涂平台和底座的上侧和下侧，第一支链的一端与底座可转动连接，第一支链的另一端与喷涂基座可转动连接；第二支链的一端与底座可转动连接，第二支链的另一端可螺旋运动且可转动地与喷涂基座连接；第三支链布置在喷涂平台和底座的左侧和右侧中的一侧，第三支链的一端对应与底座可转动连接，第三支链的另一端与喷枪滑块可转动地连接。本发明具有整体刚度大、动态特性好的优点，利于实现高精度灵活喷涂作业。

Description

多自由度冗余驱动喷涂装备

技术领域

本发明涉及喷涂装备技术领域，尤其是涉及一种多自由度冗余驱动喷涂装备。

背景技术

工件和整机的表面喷涂是装备生产制造和维修过程中重要的一环。通过喷涂覆上表面涂层，一方面提升了装备的美观程度，另一方面也能够保护装备本体免受外界复杂环境影响，从而保证相关装备安全运行，减少故障频率。然而，对于非生产线上的喷涂作业任务而言，由于其作业环境复杂多样，绝大多数喷涂任务通过人工完成，不仅喷涂效率和喷涂质量都难以得到保证，并且喷涂材料本身的毒性也可能对作业人员的身体健康产生损害。因此，以机器人代替人工完成非生产线喷涂作业任务是大势所趋。

非生产线环境特别是室外作业环境往往复杂多样，喷涂过程更易受到外界干扰，例如风扰或环境振动。采用传统串联构型的喷涂机器人，尽管大多可实现空间六自由度灵活运动，但由于传统串联构型的喷涂机器人刚度较低，因此难以在干扰较多且难以预测的环境下保证喷涂精度。另外，由于串联构型的喷涂机器人的驱动电机安装在各个关节处，导致喷涂机器人运动过程中的动力学负载较大，从而影响喷涂机器人运动的灵活性和喷涂效率，同时，更大的负载也要求电机具有更强的驱动能力，这样也不利于降低喷涂机器人的生产成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种多自由度冗余驱动喷涂装备，具有整体刚度大、动态特性好的优点，利于实现高精度灵活喷涂作业。

根据本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备，包括：

主基座，所述主基座包括底座；

喷涂平台，所述喷涂平台包括喷涂基座、喷枪滑块和喷枪；所述喷涂基座设有左右延伸的滑槽，所述喷枪滑块可左右滑动地设置在所述滑槽中，所述喷枪滑块的前表面上设有所述喷枪；

第一支链，所述第一支链布置在所述喷涂平台和所述底座的上侧，所述第一支链的一端与所述底座的上侧部可转动连接，所述第一支链的另一端与所述喷涂基座的上侧部可转动连接；所述第一支链与所述底座之间的转动轴线沿左右方向延伸，所述第一支链与所述喷涂基座之间的转动轴线包括沿左右方向延伸的转动轴线和沿所述喷涂基座的上下方向延伸的转动轴线；

第二支链，所述第二支链布置在所述喷涂平台和所述底座的下侧，所述第二支链的一端与所述底座的下侧部可转动连接；所述第二支链的另一端可螺旋运动且可转动地与所述喷涂基座的下侧部连接；所述第二支链与所述底座之间的转动轴线及所述第二支链与所述喷涂基座之间的转动轴线相互平行且均沿左右方向延伸，所述第二支链与所述喷涂基座之间的螺旋运动的轴线沿所述喷涂基座的上下方向延伸；

第三支链，所述第三支链布置在所述喷涂平台和所述底座的左侧和右侧中的一侧，所述第三支链的一端对应与所述底座的左侧和右侧中的一侧可转动连接，所述第三支链的另一端与所述喷枪滑块的后侧面可转动地连接；所述第三支链与所述底座之间的转动轴线沿上下方向延伸，所述第三支链与所述喷枪滑块之间的转动轴线包括沿所述喷涂基座的上下方向延伸的转动轴线和垂直于所述喷涂基座的上下方向的转动轴线。

根据本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备，第一支链、第二支链和第三支链中的每一者分别与主基座和喷涂平台连接，从而形成一个具有三条支链的闭环并联机构，因此，一方面，本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备相比串联构型的喷涂装备具有整机刚度大的优点，在复杂环境和一定外扰下仍能保持稳定高精度喷涂作业；另一方面，驱动第一支链、第二支链和第三支链的驱动组件可以均设于底座上，从而可以降低本发明喷涂装备在运动过程中的动力学负载，相对于串联构型的喷涂装备将驱动组件设于关节处的设计，具有动态性能好的优点，有利于实现灵活喷涂。

在一些实施例中，所述第一支链和所述喷涂基座之间、所述第三支链与所述喷枪滑块之间分别采用第一虎克副和第二虎克副连接。

在一些实施例中，所述第二支链的另一端与所述喷涂基座的下侧部之间设有滑块和螺杆，所述螺杆的一端与所述喷涂基座的下侧部固定，所述螺杆的另一端与所述滑块螺纹连接，所述螺杆的轴线方向沿所述喷涂基座的上下方向，所述第二支链的另一端与所述滑块转动连接，所述滑块与所述第二支链之间的转动轴线沿左右方向延伸。

在一些实施例中，所述喷涂基座还包括滑轨，所述滑轨左右延伸地设置在所述滑槽的上壁面和下壁面上，所述喷枪滑块与所述滑轨配合。

在一些实施例中，所述第一支链和所述第二支链均包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆的一端和所述第二连杆的一端均可转动地与所述底座连接，所述第一连杆的一端的转动轴线和所述第二连杆的一端的转动轴线均沿左右方向延伸且与所述第一连杆的延伸方向和所述第二连杆的延伸方向垂直，所述第三连杆的两端分别对应与所述第二连杆的另一端和所述第四连杆的一端可转动地连接，所述第一连杆的另一端与所述第四连杆的中部可转动地连接，所述第四连杆的另一端与所述喷涂基座连接；

所述第一连杆的一端的转动轴线、所述第二连杆的一端的转动轴线、所述第二连杆与所述第三连杆之间的转动轴线、所述第三连杆与所述第四连杆之间的转动轴线、所述第一连杆与所述第四连杆之间的转动轴线均相互平行；

所述第一连杆和所述第二连杆分别对应地与两个第一驱动源连接，两个所述第一驱动源分别用于驱动所述第一连杆的一端和所述第二连杆的一端绕自身转动轴线转动。

在一些实施例中，所述第一连杆和所述第三连杆相互平行，所述第二连杆和所述第四连杆相互平行。

在一些实施例中，所述第三支链包括第五连杆和第六连杆，所述第五连杆的一端与所述底座连接，所述第五连杆的另一端通过第三虎克副与所述第六连杆的一端连接，所述第六连杆的另一端与所述喷枪滑块连接，其中，所述第三虎克副的一个转动轴线沿上下方向延伸，所述第三虎克副的另一个转动轴线与所述第二虎克副的垂直于所述喷涂基座的上下方向的转动轴线平行；所述第五连杆与第二驱动源连接，所述第二驱动源用于驱动所述第五连杆的一端绕自身转动轴线转动。

在一些实施例中，多自由度冗余驱动喷涂装备还包括第四支链，所述第四支链与所述第三支链相同，所述第四支链与所述第三支链左右对称地设置在所述喷涂平台和所述底座的左右两侧。

在一些实施例中，多自由度冗余驱动喷涂装备还包括车体，所述主基座可展开和可收起地设于所述车体上。

在一些实施例中，多自由度冗余驱动喷涂装备还包括伸缩机构，所述主基座与所述车体可转动地连接，所述伸缩机构的轴向两端分别与所述主基座和所述车体可转动地连接，所述伸缩机构可沿轴向伸缩以带动所述主基座绕所述主基座与所述车体之间的转动轴线转动。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备的第一结构示意图。

图2为本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备的第二结构示意图。

图3为本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备中喷涂平台的结构示意图。

图4为本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备处于展开状态时的结构示意图。

图5为本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备处于收起状态时的结构示意图。

附图标记：

多自由度冗余驱动喷涂装备1000

主基座1

第一基座101第二基座102第三基座103第四基座104

底座105

喷涂平台2

喷涂基座201滑槽2011喷枪滑块202喷枪203滑轨204

第一支链3

第一连杆301 第二连杆302 第三连杆303第四连杆304

第一虎克副305 第一驱动源306

第二支链4 滑块401螺杆402

第三支链5

第五连杆501第六连杆502第二虎克副503第三虎克副504

第二驱动源505

第四支链6车体7伸缩机构8

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1至图5来描述本发明的多自由度冗余驱动喷涂装备1000。

如图1至图5所示，根据本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备1000包括主基座1、喷涂平台2、第一支链3、第二支链4和第三支链5。

主基座1包括底座105；如图1所示，喷涂平台2包括喷涂基座201、喷枪滑块202和喷枪203；喷涂基座201设有左右延伸的滑槽2011，喷枪滑块202可左右滑动地设置在滑槽2011中，喷枪滑块202的前表面上设有喷枪203；第一支链3布置在喷涂平台2和底座105的上侧，第一支链3的一端与底座105的上侧部可转动连接，第一支链3的另一端与喷涂基座201的上侧部可转动连接；第一支链3与底座105之间的转动轴线沿左右方向延伸，第一支链3与喷涂基座201之间的转动轴线包括沿左右方向延伸的转动轴线和沿喷涂基座201的上下方向延伸的转动轴线；

第二支链4布置在喷涂平台2和底座105的下侧，第二支链4的一端与底座105的下侧部可转动连接；第二支链4的另一端可螺旋运动且可转动地与喷涂基座201的下侧部连接；第二支链4与底座105之间的转动轴线及第二支链4与喷涂基座201之间的转动轴线相互平行且均沿左右方向延伸，第二支链4与喷涂基座201之间的螺旋运动的轴线沿喷涂基座201的上下方向延伸；

第三支链5布置在喷涂平台2和底座105的左侧和右侧中的一侧，第三支链5的一端对应与底座105的左侧和右侧中的一侧可转动连接，第三支链5的另一端与喷枪滑块202的后侧面可转动地连接；第三支链5与底座105之间的转动轴线沿上下方向延伸，第三支链5与喷枪滑块202之间的转动轴线包括沿喷涂基座201的上下方向延伸的转动轴线和垂直于喷涂基座201的上下方向的转动轴线。

可以理解的是，主基座1包括底座105，底座105用于为第一支链3、第二支链4和第三支链5提供安装位置和支撑。

喷涂平台2包括喷涂基座201、喷枪滑块202和喷枪203；喷涂基座201设有左右延伸的滑槽2011，喷枪滑块202可左右滑动地设置在滑槽2011中，喷枪滑块202的前表面上设有喷枪203，并且喷枪203的喷嘴朝向喷涂基座201前侧。也就是说，喷枪203可以沿喷涂基座201的左右方向移动。

第一支链3布置在喷涂平台2和底座105的上侧，第一支链3的一端与底座105的上侧部可转动连接，第一支链3的另一端与喷涂基座201的上侧部可转动连接；第一支链3与底座105之间的转动轴线沿左右方向延伸，第一支链3与喷涂基座201之间的转动轴线包括沿左右方向延伸的转动轴线和沿喷涂基座201的上下方向延伸的转动轴线。

第二支链4布置在喷涂平台2和底座105的下侧，第二支链4的一端与底座105的下侧部可转动连接；第二支链4的另一端可螺旋运动且可转动地与喷涂基座201的下侧部连接；第二支链4与底座105之间的转动轴线及第二支链4与喷涂基座201之间的转动轴线相互平行且均沿左右方向延伸，第二支链4与喷涂基座201之间的螺旋运动的轴线沿喷涂基座201的上下方向延伸。需要说明一下，第二支链4的另一端可螺旋运动地与喷涂基座201连接，是指，第二支链4的另一端和喷涂基座201之间采用螺旋副连接。当第二支链4的一端绕左右方向延伸的转动轴线转动，第二支链4可以驱动第二支链4的另一端发生上下方向上的平动时，螺旋副能够将第二支链4的另一端和喷涂基座201之间在喷涂基座201上下方向上的相对运动转化为喷涂基座201绕喷涂基座201上下方向转动，从而使得喷枪203具有绕上下方向的转动自由度。具体地，第一支链3的另一端的位置固定，第二支链4的另一端向上或向下运动，即可使得喷涂基座201绕喷涂基座201上下延伸的转动轴线转动，进而使得喷枪203具有绕上下方向的转动自由度。

由上，主基座1、第一支链3、喷涂基座201和第二支链4共同构成一条闭环平面传动链，该闭环平面传动链的平面垂直于左右方向延伸的轴线。

需要说明的是，当第一支链3的一端和第二支链4的一端绕左右方向延伸的转动轴线转动，第一支链3可以驱动第一支链3的另一端沿上下方向平动，第二支链4可以驱动第二支链4的另一端沿上下方向平动时，第一支链3和第二支链4可以带动喷涂平台2实现上下方向上的平动，从而使得喷枪203具有上下平动自由度。

需要说明的是，当第一支链3的一端和第二支链4的一端绕左右方向延伸的转动轴线转动，第一支链3可以驱动第一支链3的另一端沿前后方向平动，第二支链4可以驱动第二支链4的另一端沿前后方向平动时，第一支链3和第二支链4可以共同带动喷涂平台2实现前后方向上的平动，从而使得喷枪203具有前后方向上的平动自由度，当第一支链3驱动第一支链3的另一端在前后方向上的运动距离与第二支链4驱动第二支链4的另一端在前后方向上的运动距离不同时，喷涂平台2可以实现绕左右方向延伸的转动轴线转动，从而使得喷枪203具有绕左右方向转动的转动自由度。

第三支链5布置在喷涂平台2和底座105的左侧和右侧中的一侧，第三支链5的一端对应与底座105的左侧和右侧中的一侧可转动连接，第三支链5的另一端与喷枪滑块202的后侧面可转动地连接；第三支链5与底座105之间的转动轴线沿上下方向延伸，第三支链5与喷枪滑块202之间的转动轴线包括沿喷涂基座201的上下方向延伸的转动轴线和垂直于喷涂基座201的上下方向的转动轴线。需要说明的是，当第三支链5的一端绕上下方向的转动轴线转动时，第三支链5的一端会通过第三支链5传动，带动喷枪滑块202移动，并且由于喷枪滑块202只能沿滑槽2011移动，因此，当第三支链5可以驱动第三支链5的另一端发生具有左右方向分运动的运动时，喷枪滑块202就可以在第三支链5的驱动下实现左右方向上的平动，从而使得喷枪203具有左右方向的平动自由度。可以理解的是，由于喷枪滑块202不与第一支链3和第二支链4连接，因此，当只需要喷枪203左右移动时，只需要控制第三支链5带动喷枪滑块202移动即可，也就是说，当控制喷枪203左右移动时，只需要控制部分支链的运动，而无需所有支链共同联动。这样，一方面能够提高喷涂精度，另一方面也能够使运动学解算更加简单。

根据本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备1000，第一支链3、第二支链4和第三支链5中的每一者分别与主基座1和喷涂平台2连接，从而形成一个具有三条支链的闭环并联机构，因此，一方面，本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备1000相比串联构型的喷涂装备具有整机刚度大的优点，在复杂环境和一定外扰下仍能保持稳定高精度喷涂作业；另一方面，驱动第一支链3、第二支链4和第三支链5的驱动组件可以均设于底座105上，从而可以降低本发明喷涂装备1000在运动过程中的动力学负载，相对于串联构型的喷涂装备将驱动组件设于关节处的设计，具有动态性能好的优点，有利于实现灵活喷涂。

在一些实施例中，第一支链3和喷涂基座201之间、第三支链5与喷枪滑块202之间分别采用第一虎克副305和第二虎克副503连接。也就是说，第一支链3与喷涂基座201之间采用第一虎克副305连接(如图2所示)，第三支链5与喷枪滑块202之间采用第二虎克副503连接(如图3所示)。具体地，如图2所示，第一虎克副305的两个转动轴线包括沿左右方向延伸的转动轴线和沿喷涂基座201的上下方向的转动轴线，第一虎克副305与喷涂基座201连接的转动轴线沿喷涂基座201的上下方向延伸，第一虎克副305与第一支链3的另一端连接的转动轴线沿左右方向延伸。如图3所示，第二虎克副503的两个转动轴线包括沿喷涂基座201的上下方向上的转动轴线和始终垂直于喷涂基座201上下方向的转动轴线，第二虎克副503与喷枪滑块202连接的转动轴线沿喷涂基座201的上下方向延伸，第二虎克副503与第三支链5的另一端连接的转动轴线始终垂直于喷涂基座201上下方向。

在一些实施例中，如图3所示，第二支链4的另一端与喷涂基座201的下侧部之间设有滑块401和螺杆402，螺杆402的一端与喷涂基座201的下侧部固定，螺杆402的另一端与滑块401螺纹连接，螺杆402的轴线方向沿喷涂基座201的上下方向，第二支链4的另一端与滑块401转动连接，滑块401与第二支链4之间的转动轴线沿左右方向延伸。可以理解的是，当第二支链4的另一端带动滑块401沿螺杆402上下移动时，由于滑块401自身无法沿喷涂基座201的上下方向延伸的轴线转动，喷涂基座201可以沿喷涂基座201的上下方向的轴线转动(喷涂基座201与第一支链3的另一端可转动连接且转动轴线沿喷涂基座201的上下方向延伸)，因此滑块401在上下移动的过程中会通过螺杆402带动喷涂基座201沿喷涂基座201的上下方向转动，从而使得喷枪203具有绕上下方向的转动自由度。

在一些实施例中，如图1和图3所示，喷涂基座201还包括滑轨204，滑轨204左右延伸地设置在滑槽2011的上壁面和下壁面上，喷枪滑块202与滑轨204配合，从而喷枪滑块202可以沿着滑轨204左右移动，进而第三支链5可以通过喷枪滑块202带动喷枪203左右移动。

在一些实施例中，如图2所示，第一支链3和第二支链4均包括第一连杆301、第二连杆302、第三连杆303和第四连杆304，第一连杆301的一端和第二连杆302的一端均可转动地与底座105连接，第一连杆301的一端的转动轴线和第二连杆302的一端的转动轴线均沿左右方向延伸且与第一连杆301的延伸方向和第二连杆302的延伸方向垂直，第三连杆303的两端分别对应与第二连杆302的另一端和第四连杆304的一端可转动地连接，第一连杆301的另一端与第四连杆304的中部可转动地连接，第四连杆304的另一端与喷涂基座201连接；

第一连杆301的一端的转动轴线、第二连杆302的一端的转动轴线、第二连杆302与第三连杆303之间的转动轴线、第三连杆303与第四连杆304之间的转动轴线、第一连杆301和第四连杆304之间的转动轴线均相互平行；

第一连杆301和第二连杆302分别对应地与两个第一驱动源306连接，两个第一驱动源306分别用于驱动第一连杆301的一端和第二连杆302的一端绕自身转动轴线转动。也就是说，一个第一驱动源306用于驱动第一连杆301的一端绕自身转动轴线转动，另一个第一驱动源306用于驱动第二连杆302的一端绕自身转动轴线转动。可选的，第一连杆301的一端的转动轴线和第二连杆302的一端的转动轴线可重合。

如图2所示，当第一连杆301的一端转动时，第一连杆301会带动第四连杆304在第一支链3所在平面内平动，当第二连杆302的一端转动时，第二连杆302会带动第三连杆303发生转动，第三连杆303会带动第四连杆304绕第四连杆304和第一连杆301之间的转动轴线转动，从而当第一驱动源306驱动第一连杆301和第二连杆302时，第一支链3的另一端可以实现上下方向上的平动和前后方向上的平动。

在一些实施例中，第一连杆301和第三连杆303相互平行，第二连杆302和第四连杆304相互平行，从而，在第一支链3的运动过程中，第一连杆301和第三连杆303之间、第二连杆302和第四连杆304之间始终保持平行。采用平行四边形传动链，一方面，由于第一连杆301与第三连杆303、第四连杆304与第二连杆302之间始终保持平行，从而方便运动学解算与控制；另一方面，采用平行四边形传动链的好处还在于，平行四边形传动链的刚度较大，有利于实现高精度控制。

在一些实施例中，第三支链5包括第五连杆501和第六连杆502，第五连杆501的一端与底座105连接，第五连杆501的另一端通过第三虎克副504与第六连杆502的一端连接，第六连杆502的另一端与喷枪滑块202连接，其中，第三虎克副504的一个转动轴线沿上下方向延伸，第三虎克副504的另一个转动轴线与第二虎克副503的垂直于喷涂基座201的上下方向的转动轴线平行；第五连杆501与第二驱动源505连接，第二驱动源505用于驱动第五连杆501的一端绕自身转动轴线转动。

可以理解的是，第二驱动源505可以控制第五连杆501的转动，通过控制第五连杆501的转动，能够控制第五连杆501的前端在空间中的位置。由于第五连杆501的前端和与喷枪滑块202通过第六连杆502连接，且连接处均为虎克副，故第六连杆502的前端的位置在第五连杆501的约束下只可能位于空间中的一个固定直径的球面上，另外，又由于受喷涂基座201的约束，喷枪滑块202只能沿左右延伸方向运动，因此第六连杆502前端的位置在喷枪滑块202的约束下只可能在滑槽2011的左右延伸方向所在直线上。由于喷枪滑块202的位置在运动过程中不可能突变，因此当同时满足这两个约束时，喷枪滑块202的位置能够被唯一确定。因此，一条第三支链5便可以带动喷枪滑块202实现左右移动。

由此，本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备1000中的喷枪203可以实现上下方向上的平动、左右方向上的平动、前后方向上的平动以及绕上下方向上的转动和绕左右方向上的转动，即本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备1000可实现空间中的三个移动自由度和两个转动自由度的喷涂作业。由于在通常情况下，喷枪203绕自身轴线的转动对喷涂作业任务而言没有太大意义，故五个自由度已完全足够实现对待喷涂表面的灵活喷涂。

在喷涂任务中通常采用从上至下逐行从左到右的作业路径。针对一些特殊的待喷涂表面为平面的喷涂任务，可以首先控制第一支链3和第二支链4的运动，使喷涂平台2位于待喷涂表面当前喷涂行的中央，并使喷枪203的自身轴线垂直于待喷涂平面。接着，在当前喷涂行的喷涂作业过程中，第一支链3和第二支链4保持不动，只需控制第三支链5的运动，便能够使喷枪203沿喷涂基座201的左右方向进行喷涂。相比传统多轴联动的串联、并联、混联等喷涂方式，本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备1000，在平面喷涂任务中，对当前喷涂行进行喷涂作业时，只需要控制部分支链的运动，而无需所有支链共同联动。这样，一方面能够提高喷涂精度，另一方面也能够使运动学解算更加简单。

在一些实施例中，如图1至图5所示，多自由度冗余驱动喷涂装备1000还包括第四支链6，第四支链6与第三支链5相同，第四支链6与第三支链5左右对称地设置在喷涂平台2和底座105的左右两侧，也就是说，第四支链6的结构组成、连接关系、传动关系均与第三支链5相同，以便于制造和安装。需要说明的是，运动过程中第三支链5的整体姿态与第四支链6的整体姿态并不会始终保持左右对称。由于只设置第三支链5便可以使得喷枪203具有左右方向上的移动自由度，因此，第四支链6为冗余支链，通过设置第四支链6作为冗余驱动支链驱动喷枪滑块202沿喷涂基座201左右移动，第一支链3、第二支链4、第三支链5和第四支链6中的每一者均分别与主基座1和喷涂平台2连接，从而形成一个具有四条支链的闭环并联机构，进而有利于进一步提高本发明的喷涂装备1000的结构刚度以及增强本发明的喷涂装备1000的对称性，提高动力学性能。

可选的，如图1和图4所示，主基座1还包括第一基座101、第二基座102、第三基座103和第四基座104，第一基座101和第二基座102分别设于底座105的上侧部和底座105的下侧部且与底座105安装固定，第三基座103和第四基座104分别设于底座105的左侧部和底座105的右侧部且与底座105安装固定，第一支链3的一端与第一基座101可转动连接，第二支链4的一端与第二基座102可转动连接，第三支链5的一端与第三基座103可转动地连接，第四支链6的一端与第四基座104可转动地连接，驱动第一支链3的第一驱动源306安装于第一基座101上，驱动第二支链4的第一驱动源306安装于第二基座102上，驱动第三支链5的第二驱动源505安装于第三基座103上，驱动第四支链6的第二驱动源505安装于第四基座104上。优选的，第一基座101和第二基座102关于底座105上下对称，第三基座103和第四基座104关于底座105左右对称。

可选的，如图3所示，喷枪滑块202的后表面上左右间隔开地设有两个滑块基座，两个滑块基座分别对应地与第三支链5和另一端和第四支链6的另一端可转动连接。

具体地，如图1和图2以及图3和图4所示，第一驱动源306和第二驱动源505均为电机。用于驱动第一支链3的第一连杆301的电机与第一连杆301的一端固定连接且安装在第一基座101上，用于驱动第一支链3的第二连杆302的电机与第二连杆302的一端固定连接且安装在第一基座101上；用于驱动第二支链4的第一连杆301的电机与第一连杆301的一端固定连接且安装在第二基座102上，用于驱动第二支链4的第二连杆302的电机与第二连杆302的一端固定连接且安装在第二基座102上；用于驱动第三支链5的第五连杆501的电机与第五连杆501的一端固定连接且安装在第三基座103上，用于驱动第四支链6的第五连杆501的电机与第五连杆501的一端固定连接且安装在第四基座104上。也就是说，驱动第一支链3、第二支链4、第三支链5和第四支链6的电机均安装在主基座1上，因此，电机的位置不会随着第一支链3、第二支链4、第三支链5、第四支链6的运动发生改变，故电机的驱动力矩完全用于喷涂平台2、第一支链3、第二支链4、第三支链5、第四支链6的运动，而无需额外承担由于电机自身的质量和惯量而带来的动力学负载。因此，根据本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备1000具有动态特性好的优点。

优选的，如图1至图5所示，第一支链3、第二支链4、第三支链5、第四支链6均采用减重设计，从而可以增加喷涂平台2运动的灵活性。具体地，第一支链3、第二支链4、第三支链5和第四支链6均采用轻质复合材料或铝合金制造，和/或第一支链3、第二支链4、第三支链5和第四支链6上均设有多个凹槽或减重孔。

在一些实施例中，如图4和图5所示，多自由度冗余驱动喷涂装备1000还包括车体7，主基座1可展开和可收起地设于车体7上。可以理解的是，车体7可以大范围移动，主基座1可展开和可收起地设于车体7上，也就是说，本发明实施例的多自由度冗余驱动喷涂装备1000可以处于展开状态(如图4所示)，也可以处于收起状态(如图5所示)，从而使得本发明的多自由度冗余驱动喷涂装备1000所占用的地面空间可变，当主基座1相对于车体7处于展开状态，此时，本发明的多自由度冗余驱动喷涂装备1000所占用的地面空间较大，例如进行喷涂作业时；当主基座1相对于车体7处于收起状态时，此时，本发明的多自由度冗余驱动喷涂装备1000所占用的地面空间较小，以便于移动和满足一些特殊喷涂场景的喷涂需求。

在一些实施例中，如图4所示，多自由度冗余驱动喷涂装备1000还包括伸缩机构8，主基座1与车体7可转动地连接，伸缩机构8的轴向两端分别与主基座1和车体7可转动地连接，伸缩机构8可沿轴向伸缩以带动主基座1绕主基座1与车体7之间的转动轴线转动。如图4所示，主基座1和车体7之间的转动轴线可沿车体7宽度方向延伸，但不限于此。如图4所示，当处于作业状态时，伸缩机构8通常处于伸出状态，从而主基座1相对于车体7处于展开状态，处于“直立”姿态，以进行喷涂作业。如图5所示，当处于非作业状态时，伸缩机构8通常处于缩回状态，从而主基座1相对于车体7处于收起状态，处于“平躺”姿态，以减小多自由度冗余驱动喷涂装备1000在非作业状态下所占地面空间；需要指出的是，针对一些特殊喷涂场景，在喷涂过程中主基座1也可能处于“平躺”姿态。

具体地，伸缩机构8既可以是液压驱动的伸缩杆，也可以是丝杠滑块，还可以是其他能实现沿自身轴线方向伸缩的驱动结构。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种多自由度冗余驱动喷涂装备，其特征在于，包括：

主基座，所述主基座包括底座；

喷涂平台，所述喷涂平台包括喷涂基座、喷枪滑块和喷枪；所述喷涂基座设有左右延伸的滑槽，所述喷枪滑块可左右滑动地设置在所述滑槽中，所述喷枪滑块的前表面上设有所述喷枪；

第一支链，所述第一支链布置在所述喷涂平台和所述底座的上侧，所述第一支链的一端与所述底座的上侧部可转动连接，所述第一支链的另一端与所述喷涂基座的上侧部可转动连接；所述第一支链与所述底座之间的转动轴线沿左右方向延伸，所述第一支链与所述喷涂基座之间的转动轴线包括沿左右方向延伸的转动轴线和沿所述喷涂基座的上下方向延伸的转动轴线；

第二支链，所述第二支链布置在所述喷涂平台和所述底座的下侧，所述第二支链的一端与所述底座的下侧部可转动连接；所述第二支链的另一端可螺旋运动且可转动地与所述喷涂基座的下侧部连接；所述第二支链与所述底座之间的转动轴线及所述第二支链与所述喷涂基座之间的转动轴线相互平行且均沿左右方向延伸，所述第二支链与所述喷涂基座之间的螺旋运动的轴线沿所述喷涂基座的上下方向延伸；

第三支链，所述第三支链布置在所述喷涂平台和所述底座的左侧和右侧中的一侧，所述第三支链的一端对应与所述底座的左侧和右侧中的一侧可转动连接，所述第三支链的另一端与所述喷枪滑块的后侧面可转动地连接；所述第三支链与所述底座之间的转动轴线沿上下方向延伸，所述第三支链与所述喷枪滑块之间的转动轴线包括沿所述喷涂基座的上下方向延伸的转动轴线和垂直于所述喷涂基座的上下方向的转动轴线。

2.根据权利要求1所述的多自由度冗余驱动喷涂装备，其特征在于，所述第一支链和所述喷涂基座之间、所述第三支链与所述喷枪滑块之间分别采用第一虎克副和第二虎克副连接。

3.根据权利要求2所述的多自由度冗余驱动喷涂装备，其特征在于，所述第二支链的另一端与所述喷涂基座的下侧部之间设有滑块和螺杆，所述螺杆的一端与所述喷涂基座的下侧部固定，所述螺杆的另一端与所述滑块螺纹连接，所述螺杆的轴线方向沿所述喷涂基座的上下方向，所述第二支链的另一端与所述滑块转动连接，所述滑块与所述第二支链之间的转动轴线沿左右方向延伸。

4.根据权利要求1所述的多自由度冗余驱动喷涂装备，其特征在于，所述喷涂基座还包括滑轨，所述滑轨左右延伸地设置在所述滑槽的上壁面和下壁面上，所述喷枪滑块与所述滑轨配合。

5.根据权利要求3所述的多自由度冗余驱动喷涂装备，其特征在于，所述第一支链和所述第二支链均包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆的一端和所述第二连杆的一端均可转动地与所述底座连接，所述第一连杆的一端的转动轴线和所述第二连杆的一端的转动轴线均沿左右方向延伸且与所述第一连杆的延伸方向和所述第二连杆的延伸方向垂直，所述第三连杆的两端分别对应与所述第二连杆的另一端和所述第四连杆的一端可转动地连接，所述第一连杆的另一端与所述第四连杆的中部可转动地连接，所述第四连杆的另一端与所述喷涂基座连接；

所述第一连杆的一端的转动轴线、所述第二连杆的一端的转动轴线、所述第二连杆与所述第三连杆之间的转动轴线、所述第三连杆与所述第四连杆之间的转动轴线、所述第一连杆与所述第四连杆之间的转动轴线均相互平行；

所述第一连杆和所述第二连杆分别对应地与两个第一驱动源连接，两个所述第一驱动源分别用于驱动所述第一连杆的一端和所述第二连杆的一端绕自身转动轴线转动。

6.根据权利要求5所述的多自由度冗余驱动喷涂装备，其特征在于，所述第一连杆和所述第三连杆相互平行，所述第二连杆和所述第四连杆相互平行。

7.根据权利要求5所述的多自由度冗余驱动喷涂装备，其特征在于，所述第三支链包括第五连杆和第六连杆，所述第五连杆的一端与所述底座连接，所述第五连杆的另一端通过第三虎克副与所述第六连杆的一端连接，所述第六连杆的另一端与所述喷枪滑块连接，其中，所述第三虎克副的一个转动轴线沿上下方向延伸，所述第三虎克副的另一个转动轴线与所述第二虎克副的垂直于所述喷涂基座的上下方向的转动轴线平行；

所述第五连杆与第二驱动源连接，所述第二驱动源用于驱动所述第五连杆的一端绕自身转动轴线转动。

8.根据权利要求7所述的多自由度冗余驱动喷涂装备，其特征在于，还包括第四支链，所述第四支链与所述第三支链相同，所述第四支链与所述第三支链左右对称地设置在所述喷涂平台和所述底座的左右两侧。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的多自由度冗余驱动喷涂装备，其特征在于，还包括车体，所述主基座可展开和可收起地设于所述车体上。

10.根据权利要求9所述的多自由度冗余驱动喷涂装备，其特征在于，还包括伸缩机构，所述主基座与所述车体可转动地连接，所述伸缩机构的轴向两端分别与所述主基座和所述车体可转动地连接，所述伸缩机构可沿轴向伸缩以带动所述主基座绕所述主基座与所述车体之间的转动轴线转动。

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