CN212148031U - 一种多自由度曲面墙体彩绘装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多自由度曲面墙体彩绘装置，包括并联机器手支架、并联机器手、支撑云台、墨盒、喷头、喷头控制器、颜料控制阀、颜料泵、颜料输出管。所述并联机器手固定在并联机器手支架上，所述并联机器手由三个伺服电机、三个传动臂、碳纤维管、传动球铰以及一个执行平台构成；所述支撑云台与并联机器手上的执行平台固定连接，墨盒安装于支撑云台内部的上方，与支撑云台固定连接，所述颜料输出管连接颜料控制阀，所述喷头安装于墨盒的下方，并固定在支撑云台上，所述喷头控制器上端与墨盒连接，下端与喷头连接。本实用新型实现了对平面与曲面的喷绘，极大地提高了墙面喷绘对复杂墙面的适应性。
Description
技术领域
本实用新型涉及喷绘设备领域，尤其涉及一种多自由度曲面墙体彩绘装置。
背景技术
随着我国的经济发展，人们对城市建设、城市环境美化以及家居环境的建设的要求越来越高，普通的墙纸涂料已无法满足人们对生活环境的审美要求。一方面，城市墙体彩绘即城市文明宣传墙能有效改善市容，加强城市文化建设，另一方面，家居墙体喷绘因其经济性与环保性广受好评。当前彩绘墙面需求越来越大，要求也越来越高。
当前市场上的墙体彩绘机器在喷绘前对墙面的平整度要求比较高，一般只能对一块指定的平面进行喷绘，当遇到墙面的突起或是曲面时无法进行有效的调整进行喷绘，具有较大的限制性。
实用新型内容
本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提出一种多自由度曲面墙体彩绘装置，主要通过并联机器人的空间位姿控制以及云台的转动实现喷头在空间平面与曲面上的移动，从而对墙体进行彩色喷绘。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的，本发明提供的一种多自由度曲面墙体彩绘装置，该装置包括并联机器手支架、并联机器手、支撑云台、墨盒、喷头、喷头控制器、颜料控制阀、颜料泵、颜料输出管。
所述并联机器手固定在并联机器手支架上，所述并联机器手由三个伺服电机、三个传动臂、三组碳纤维管、三组传动球铰以及一个执行平台构成，所述支撑云台与并联机器手上的执行平台固定连接，墨盒安装于支撑云台内部的上方，与支撑云台固定连接，所述颜料泵安装于墨盒下端，并与颜料控制阀相连，所述颜料控制阀安装于墨盒内部，所述颜料输出管一端连接颜料控制阀，另一端连接喷头控制器，并从喷头控制器中伸出到喷头内部，所述喷头安装于墨盒的下方，并固定在支撑云台上，所述喷头控制器上端与墨盒连接，下端与喷头连接；
所述三个伺服电机均与并联机器手支架固定连接，每个伺服电机的传动轴均连接一个传动臂，每组碳纤维管的一端通过传动球铰与传动臂连接，另一端通过传动球铰与执行平台连接；
所述支撑云台包括连接架、U型回转板、回转轴承、支撑架；所述连接架与执行平台固定连接，回转轴承安装于U型回转板和连接架以及支撑架的圆孔之间，所述连接架上端安装于执行平台下部，所述U型回转板后端圆孔通过回转轴承安装于连接架下端，所述支撑架通过两个回转轴承安装于U型回转板内部。
进一步地，所述每组碳纤维管中具有两根碳纤维管，对称安装在传动臂两侧。
进一步地，该装置还包括超声测距传感器，所述超声测距传感器安装于支撑云台中支撑架的底板上，位于喷头旁边，始终保持竖直向下。
本实用新型的有益效果：通过上位机、颜料泵以及颜料控制阀的配合，实现了颜料的调色，通过颜料输出管将颜料输送到喷头出，通过单片机对并联机器手以及云台的控制实现喷头在空间任一点的位姿变换，从而实现了对平面与曲面的喷绘，极大地提高了墙面喷绘对复杂墙面的适应性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为并联机器人结构示意图；
图3为支撑云台结构示意图；
图4为墨盒与喷头安装结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型提供的一种多自由度曲面墙体彩绘装置，该装置包括并联机器手支架1、并联机器手2、支撑云台3、墨盒4、喷头5、喷头控制器6、颜料控制阀7、颜料泵8、颜料输出管9；
所述并联机器手2固定在并联机器手支架1上，所述并联机器手2由三个伺服电机11、三个传动臂12、三组碳纤维管13、三组传动球铰14以及一个执行平台15构成，所述支撑云台3与并联机器手2上的执行平台15固定连接，墨盒4安装于支撑云台3内部的上方，与支撑云台3固定连接，所述颜料泵8安装于墨盒4下端，并与颜料控制阀7相连，所述颜料控制阀7安装于墨盒4内部，通过控制阀控制颜料输出的开闭，颜料控制阀7与颜料泵8相配合完成对颜料的调色与输出，所述颜料输出管9一端连接颜料控制阀7，另一端连接喷头控制器6，并从喷头控制器6中伸出到喷头5内部，所述喷头5安装于墨盒4的下方，并固定在支撑云台3上，所述喷头控制器6上端与墨盒4连接，下端与喷头5连接；
所述三个伺服电机11均与并联机器手支架1固定连接，每个伺服电机11的传动轴均连接一个传动臂12，每组碳纤维管13的一端通过传动球铰14与传动臂12连接，另一端通过传动球铰14与执行平台15连接；所述每组碳纤维管13中具有两根碳纤维管，对称安装在传动臂12两侧。
所述支撑云台3包括连接架16、U型回转板17、回转轴承18、支撑架19；所述连接架16与执行平台15固定连接，回转轴承18安装于U型回转板17和连接架16以及支撑架19 的圆孔之间，所述连接架16上端安装于执行平台15下部，所述U型回转板17后端圆孔通过回转轴承18安装于连接架16下端，所述支撑架19通过两个回转轴承18安装于U型回转板17内部。
本发明装置还包括超声测距传感器10，所述超声测距传感器10安装于支撑云台3中支撑架19的底板上，位于喷头5旁边，始终保持竖直向下。
所述支撑云台3通过连接架16与并联机械手2相连接，所述伺服电机11可带动并联传动臂12在空间内进行转动与移动，从而带动支撑云台3的位姿变换，使其在空间内运动。
通过上位机、颜料泵以及颜料控制阀的配合，实现了颜料的调色，通过颜料输出管将颜料输送到喷头处，通过单片机对并联机器手以及云台的控制实现喷头在空间任一点的位姿变换，从而实现了对平面与曲面的喷绘，极大地提高了墙面喷绘对复杂墙面的适应性。
本实用新型的工作原理：将图片信息输入到上位机内，并联机器手2的三个伺服电机11 转动，带动支撑云台3在空间中的位姿变化，超声测距传感器10实时测量喷头5与墙面的距离，使喷头5与墙面的距离实时保持于一个设定好的基本距离。颜料控制阀7通过开闭阀门控制墨盒4内颜料的输出，颜料通过颜料控制阀7后经过颜料泵8完成工作所需颜色的调配，调配好的颜料经过颜料输出管9输出到喷头5处，喷头5根据既定好的位姿控制喷出颜料对墙面进行喷绘。
上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种多自由度曲面墙体彩绘装置，其特征在于：该装置包括并联机器手支架(1)、并联机器手(2)、支撑云台(3)、墨盒(4)、喷头(5)、喷头控制器(6)、颜料控制阀(7)、颜料泵(8)、颜料输出管(9)；
所述并联机器手(2)固定在并联机器手支架(1)上，并联机器手(2)由三个伺服电机(11)、三个传动臂(12)、三组碳纤维管(13)、三组传动球铰(14)以及一个执行平台(15)构成，所述支撑云台(3)与并联机器手(2)上的执行平台(15)固定连接，墨盒(4)安装于支撑云台(3)内部的上方，与支撑云台(3)固定连接，所述颜料泵(8)安装于墨盒(4)下端，并与颜料控制阀(7)相连，所述颜料控制阀(7)安装于墨盒(4)内部，所述颜料输出管(9)一端连接颜料控制阀(7)，另一端连接喷头控制器(6)，并从喷头控制器(6)中伸出至喷头(5)内部，所述喷头(5)安装于墨盒(4)的下方，并固定在支撑云台(3)上，所述喷头控制器(6)上端与墨盒(4)连接，下端与喷头(5)连接；
所述三个伺服电机(11)均与并联机器手支架(1)固定连接，每个伺服电机(11)的传动轴均连接一个传动臂(12)，每组碳纤维管(13)的一端通过传动球铰(14)与传动臂(12)连接，另一端通过传动球铰(14)与执行平台(15)连接；
所述支撑云台(3)包括连接架(16)、U型回转板(17)、回转轴承(18)、支撑架(19)；所述连接架(16)与执行平台(15)固定连接，回转轴承(18)安装于U型回转板(17)和连接架(16)以及支撑架(19)的圆孔之间，所述连接架(16)上端安装于执行平台(15)下部，所述U型回转板(17)后端圆孔通过回转轴承(18)安装于连接架(16)下端，所述支撑架(19)通过两个回转轴承(18)安装于U型回转板(17)内部。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度曲面墙体彩绘装置，其特征在于：所述每组碳纤维管(13)中具有两根碳纤维管，对称安装在传动臂(12)两侧。
3.根据权利要求1所述的一种多自由度曲面墙体彩绘装置，其特征在于：该装置还包括超声测距传感器(10)，所述超声测距传感器(10)安装于支撑云台(3)中支撑架(19)的底板上，位于喷头(5)旁边，始终保持竖直向下。
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