CN211447648U

CN211447648U - 一种墙体喷绘机器人

Info

Publication number: CN211447648U
Application number: CN201921910818.1U
Authority: CN
Inventors: 汤奥斐; 杨癸庚; 元振毅; 郭伟超; 张奔; 来港
Original assignee: Xian University of Technology
Current assignee: Xian University of Technology
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2020-09-08
Anticipated expiration: 2029-11-07

Abstract

本实用新型公开了一种墙体喷绘机器人，包括机架，机架的两端分别设有立柱，每个立柱的上下两端分别连接有一组索驱动机构，各索驱动机构通过柔索与动平台连接。本实用新型解决了传统墙体喷绘方式存在的工作范围小的问题。

Description

一种墙体喷绘机器人

技术领域

本实用新型属于喷绘设备技术领域，涉及一种墙体喷绘机器人。

背景技术

当前制造业正向“中国2025”迈进，制造智能化趋势日益明显。随着喷绘领域技术的发展，大幅面(工作范围广)平面喷绘采用数字化压电技术在特制的PVC基材上打印彩色图片，其广泛应用于广告等领域。喷绘二维平面设备的市场得到了长足的发展，喷绘技术也随之提高。喷绘技术的发展主要集中在提高喷绘速度和提高喷墨头DPI上，如：采用多喷嘴喷墨头以及喷墨头阵列以达到更快速的喷绘打印和更好的图像质量的目的。墙体喷绘机器人是相对于传统人工绘制墙体的一种新技术，其效率较高、清洁度高、噪声污染小。墙体喷绘机器人所能喷绘的墙体工作范围较广、绘制精准度(精确度和准确度)高，其适合高重复性的墙体工作范围的喷绘。现有的墙体喷绘设备的喷绘范围较小，使用极其不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种墙体喷绘机器人，该喷绘机器人解决了传统墙体喷绘方式存在的工作范围小的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种墙体喷绘机器人，包括机架，机架的两端分别设有立柱，每个立柱的上下两端分别连接有一组索驱动机构，各索驱动机构通过柔索与动平台连接，动平台上连接有喷绘头。

本实用新型的特点还在于，

动平台包括喷头罐体，喷头罐体的一端设有配重板，喷头罐体的另一端设固定底座，固定底座通过法兰与喷绘头连接，喷绘头与喷头罐体通过导管相连接；喷头罐体上设有吊耳，喷头罐体通过吊耳连接柔索的一端。

索驱动机构包括驱动机构机架，驱动机构机架上设有移动架体，移动架体内部设有收放滚筒，收放滚筒的中心处同轴设有轴，轴上同轴套接有轴承，轴承上设有轴承端盖；移动架体上设有电机轴；

电机轴上同轴套接有齿轮A，轴上同轴套接有齿轮B，齿轮A与齿轮B啮合传动；

收放滚筒上设有紧定螺钉，紧定螺钉实现对柔索一端的固定；

驱动机构机架的底部中心处设有螺栓孔A，螺栓孔A内同轴设有丝杠，丝杠与轴同轴连接，驱动机构机架的侧板上沿竖直方向设有两根支撑轴，支撑轴上套接有支撑滑块，支撑滑块与移动架体连接。

支撑轴的上下两端均设有挡块机构。

立柱包括立柱机架，立柱机架为“口”字形结构。

机架包括水平设置的机架支座，机架支座的底部两端分别设有轮子，轮子上设有锁紧机构，机架支座上设有两条平行导轨，导轨与滑块配合。

本实用新型的有益效果是，本实用新型提供的墙体喷绘机器人，包括动平台，动平台上连接有喷绘头，同时动平台通过柔索分别连接四组索驱动机构，索驱动机构安装在立柱上，由于索驱动机构在立柱上的相对位置可调，同时索驱动机构在动作过程中可带动动平台进行相对运动，从而通过喷绘头对墙体进行喷绘，此外，两个立柱之间的位置可调，使本实用新型提供的墙体喷绘机器人喷绘范围较大，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型一种墙体喷绘机器人总装配示意图；

图2(a)、(b)是本实用新型一种墙体喷绘机器人动平台结构示意图；

图3是本实用新型一种墙体喷绘机器人驱动机构一侧的结构示意图

图4是本实用新型一种墙体喷绘机器人驱动机构的轴测图；

图5是本实用新型一种墙体喷绘机器人立柱的结构示意图；

图6是本实用新型一种墙体喷绘机器人机架的结构示意图。

图中，1.动平台，1-1.吊耳，1-2.喷头罐体，1-3.配重板，1-5.固定底座，1-6.法兰；

2.索驱动机构，2-1.驱动机构机架，2-2.支撑轴，2-3.支撑滑块，2-4.电机轴，2-5.电机轴承，2-6.轴承端盖，2-7.轴承，2-8.轴，2-9.紧定螺钉，2-10.收放滚筒，2-11.丝杠，2-12.螺栓孔A，2-13.挡块机构，2-14.键槽，2-15.移动架体；

3.立柱，3-1.螺栓孔B，3-2.立柱机架；

4.机架，4-1.轮子，4-2.锁紧机构，4-3.机架支座，4-4.导轨，4-5.滑块；

5.柔索。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种墙体喷绘机器人，如图1所示，包括动平台1、索驱动机构2、立柱3、机架4(锁轮装置、导轨、固定机架、导轮等)、柔索5，此外，还包含配套电机。

动平台1的结构如图2所示(图2(a)为动平台1的轴测图，图2(b)为动平台1的侧视图)，包括喷头罐体1-2，喷头罐体1-2的一端设有配重板1-3，喷头罐体1-2的另一端设固定底座1-5，固定底座1-5通过法兰1-6与挤出装置上的喷绘头连接，喷绘头与喷头罐体1-2通过导管相连接；喷头罐体1-2上分别设有四个吊耳1-1，四个吊耳1-1分别通过四根柔索5连接索驱动机构2；动平台1通过吊耳1-1连接索驱动机构2。

将打印原料装入喷头罐体1-2，并添加橡胶垫圈进行密封，再将配重板1-3利用螺钉固定在动平台1。

如果作业面需要更多的喷绘材料，则配重板1-3远离喷头罐体1-2的一端开设有孔，通过导管外接喷绘材料，经过配重板1-3中的孔进入喷头罐体1-2内；

喷头罐体1-2内部结构可分为4等分和8等分两种，4等分喷头罐体1-2分别装入黑(BK)、蓝(C)、红(M)、黄(Y)4种喷绘材料；8等分喷头罐体1-2分别装入黑(BK)、灰色(GY)、浅灰色(LGY)、青色(C)、照片青(PC)、品红(M)、照片红(PM)、黄色(Y)共计8种喷绘材料。

如图3、图4所示，索驱动机构2包括驱动机构机架2-1，驱动机构机架2-1上设有移动架体2-15，移动架体2-15内部设有收放滚筒2-10，收放滚筒2-10的中心处同轴设有轴2-8，轴2-8上同轴套接有轴承2-7，轴承2-7上设有轴承端盖2-6；移动架体2-15上设有电机轴2-4，配套电机通过键与电机轴2-4连接，实现力与力矩的传递，配套电机通过螺栓与螺母连接方式安装在索驱动机构的驱动机构机架2-1上；电机轴2-4上设有键槽2-14；

电机轴2-4与移动架体的配合处设有电机轴承2-5，电机轴承2-5为滚动轴承，且电机轴承2-5与电机轴2-4为过盈配合，电机轴承2-5装配在电机轴2-4所在孔内。电机轴2-4上同轴套接有齿轮A，轴2-8上同轴套接有齿轮B，齿轮A与齿轮B啮合传动，轴2-8与电机轴2-4通过齿轮啮合将电机轴2-4的力加以传递；通过轴2-8转动使收放滚筒2-10转动，进而实现柔索的收放功能；

收放滚筒2-10上设有紧定螺钉2-9，紧定螺钉2-9实现对柔索5一端的固定，使之不发生滑移。柔索5的另一端固定在喷头罐体1-2上；

驱动机构机架2-1的底部中心处设有螺栓孔A2-12，螺栓孔A2-12内同轴设有丝杠2-11，丝杠2-11与轴2-8同轴连接，驱动机构机架2-1的侧板上沿竖直方向设有两根支撑轴2-2，支撑轴2-2上套接有支撑滑块2-3，支撑滑块2-3与移动架体2-15连接，轴2-8的转动带动丝杠2-11转动，进而使支撑滑块2-3沿着支撑轴2-2移动；

支撑轴2-2的上下两端均设有挡块机构2-13；

轴2-8与轴承2-7在支撑滑块2-3所在的移动架体2-15接触处过盈配合，两个支撑轴2-2与支撑滑块2-3的配合对2-3所在的移动架体2-15的自由度进行约束，进而实现所需的运动方向，并使用挡块机构2-13对支撑滑块2-3沿竖直方向进行位移约束。

如图5所示，为了减少耗材，立柱3采用类似“口”字形结构；立柱3包括立柱机架3-2，立柱机架3-2为驱动机构2提供拉力支持。同时，采用多个螺栓孔设计实现可重构，力求在所设计的工作平面得到最优的驱动机构2位置。立柱机架3-2上沿竖直方向依次均匀设有若干螺栓孔B3-1；立柱3通过螺栓孔B3-1与索驱动机构2连接。

如图6所示，机架4包括水平设置的机架支座4-3，机架支座4-3的底部两端分别设有轮子4-1，轮子4-1上设有锁紧机构4-2，机架支座4-3上设有两条平行导轨4-4，导轨4-4与滑块4-5配合，滑块4-5的底部设有燕尾槽，燕尾槽与导轨4-4配合；立柱机架3-2的底部两端分别与两条导轨4-4上的滑块4-5连接。

滑块4-5在导轨4-4调整使立柱移动，进而调整工作空间。导轨4-4采用圆形导轨进行连接，可使小幅度改变工作平面的倾斜度，工作时采用紧定螺钉加以固定，使之保持相对静止。轮子4-1上设置锁轮机构4-2，使整个设备在工作时保持不发生移动。不工作时，如果需要改变位置，关闭锁紧机构4-2，使用轮子4-1进行移动，移动后重新打开锁紧机构4-2。

本实用新型的一种墙体喷绘机器人以索驱动并联机器人为理论基础，在平衡状态无动作时，柔索仍然会因为承担末端执行器自重而受到拉力的作用。在这种情况下，必需全面的考虑柔索的配置，合理的设计结构，才能使喷绘头有较好的运动情况。

假设本实用新型共有n个构件，j个关节,f_i为允许第“j”相对自由度

即F＝3×(5-4-1)+4-1＝3

电机的选则需要根据应用场合不用来进行选择，选择伺服电机可应用于喷绘质量高、图案复杂、色彩多样；选择步进电机可应用于喷绘质量较低、图案简单、色彩单一。

本实用新型一种墙体喷绘机器人的工作过程，配套电机启动，电机轴2-4转动，通过齿轮A与齿轮B的啮合，带动轴2-8转动，轴2-8转动时，柔索5在收放滚筒2-10缠绕(配套电机正转时，柔索5在收放滚筒2-10缠绕，配套电机反转时，柔索5绕着收放滚筒2-10上松开)，轴2-8转动带动丝杠2-11转动，丝杠2-11与螺栓孔A2-13配合，带动移动架体2-15沿着支撑轴2-2上下移动；移动架体2-15的运动带动柔索5进行上下运动；

由于立柱机架3-2上设有若干螺栓孔B，因此可以调整索驱动机构2在立柱机架3-2上的位置；同时也可以调整两个立柱3在机架4上的相对位置；由于动平台1的相对位置可调，因此喷绘头的位置也相应可调，因此本装置的喷绘范围灵活可调，解决了传统喷绘方式存在的工作范围小的问题。

Claims

1.一种墙体喷绘机器人，其特征在于，包括机架，机架的两端分别设有立柱，每个立柱的上下两端分别连接有一组索驱动机构，各索驱动机构通过柔索与动平台连接，动平台上连接有喷绘头。

2.根据权利要求1所述的一种墙体喷绘机器人，其特征在于，所述动平台包括喷头罐体，喷头罐体的一端设有配重板，喷头罐体的另一端设固定底座，固定底座通过法兰与喷绘头连接，喷绘头与喷头罐体通过导管相连接；喷头罐体上设有吊耳。

3.根据权利要求1所述的一种墙体喷绘机器人，其特征在于，所述索驱动机构包括驱动机构机架，驱动机构机架上设有移动架体，移动架体内部设有收放滚筒，收放滚筒的中心处同轴设有轴，轴上同轴套接有轴承，轴承上设有轴承端盖；移动架体上设有电机轴；

4.根据权利要求3所述的一种墙体喷绘机器人，其特征在于，所述支撑轴的上下两端均设有挡块机构。

5.根据权利要求1所述的一种墙体喷绘机器人，其特征在于，所述立柱包括立柱机架，立柱机架为“口”字形结构。

6.根据权利要求1所述的一种墙体喷绘机器人，其特征在于，所述机架包括水平设置的机架支座，机架支座的底部两端分别设有轮子，轮子上设有锁紧机构，机架支座上设有两条平行导轨，导轨与滑块配合。