[发明专利]一种中空偏交型六自由度喷涂机器人

说明书

本发明提供了一种中空偏交型六自由度喷涂机器人，包括中空的机座、中空的机座齿轮箱、中空的大臂、中空的小臂和中空偏交结构的腕部，所述机座、大臂、小臂和腕部均为中空结构，从而实现管线的不裸露安置。本发明所使用的伺服电机位置集中，便于防爆，工作空间大，控制精度高，载荷大，管线可以完全内置，适应环境能力强；通过更换末端执行器可以很方便的用于其他用途，降低使用者成本。

技术领域

本发明涉及机械加工设备设计与智能机器人领域，具体地，涉及一种中空偏交型六自由度喷涂机器人。

背景技术

机器人喷涂是一项较成熟的技术，已经有三十多年的研究和发展历史。随着近几年喷涂机器人的技术不断创新，其在世界发达国家喷涂机器人领域得到了广泛的应用，在国际市场上也已经形成了较为稳定的格局。

经检索，公开号为CN105728239A的中国发明专利，涉及一种架空输电线路自动喷涂机器人，其包括控制系统和移动机体，所述移动机体上设有电源、行走系统和喷涂系统；喷涂系统包括气压罐、绝缘漆桶和喷涂头，喷涂头设计为机械手臂，此机械手臂的手爪设有密闭容腔，绝缘漆桶里的绝缘漆通过压力输送到此密闭容腔中，喷涂头的喷嘴设置于机械手臂的手爪上并沿径向环绕架空输电线路设置。但该专利中涉及的机器人手臂自由度少，相比这几项专利，本发明所涉及的机器人手臂关节采用了中空偏交型结构，结构简单可靠，拆装维护方便，极大地降低了成本，易于实现。

公开号为CN105599000A和CN105619447A的中国发明专利，涉及一种四支链并联喷涂机器人关节，主要包括定平台、动平台、环形导轨，连接动、定平台的四条运动支链。可实现动平台相对定平台做两自由度转动，但仍然有自由度少，工作空间小的问题。

公开号为2016.06.08的中国发明专利，涉及一种十三自由度大型船体外表面喷涂机器人，其中涉及六自由度轻量化机械手，设在七自由度液压展臂上，该发明用于喷涂大型船体。但是该六轴喷涂机器人采用外置管线的方式，结构较为复杂，且外置的管线影响工作空间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种中空偏交型六自由度喷涂机器人，采用中偏交型的腕部和中空的手臂和机座，整个机器人从末端执行器到基座，均可实现中空，且载荷大，精度高，可满足正常使用功能。

为实现以上目的，本发明提供一种中空偏交型六自由度喷涂机器人，包括：

机座，为中空结构，设有机座驱动部件和齿轮组，所述机座由机座驱动部件驱动并通过齿轮组传动，所述机座驱动部件的转动带动整个机座的转动；

大臂，为中空结构，设有大臂底座和大臂驱动部件，所述大臂底座与机座连接，所述大臂由大臂驱动部件驱动，大臂驱动部件的转动直接带动大臂绕大臂底座转动；

小臂，为中空结构，一端与大臂连接，所述小臂由小臂驱动部件驱动，小臂驱动部件的转动带动小臂升降运动；

腕部，为中空偏交型腕部，其连接所述小臂的另一端，另一端通过连接件连接末端执行器；所述中空偏交型腕部包括两个偏交的关节，所述两个偏交的关节是两个中轴线夹角为60°的腕部关节，其中一个腕部关节为固定在小臂上的近臂端腕部外壳，另一个腕部关节为用于连接末端执行器的离臂端腕部外壳，所述腕部内部设有三个腕部驱动部件，其中一个腕部驱动部件的转动带动小臂绕其中心轴旋转，另一个腕部驱动部件用于带动离臂端腕部外壳的旋转，第三个腕部驱动部件用于腕部与末端执行器连接处的连接件的旋转，从而实现末端执行器的完成在腕部关节的三个自由度的空间姿态变化。

优选地，所述机座驱动部件、大臂驱动部件、三个腕部驱动部件，均设有编码器及减速器，按照所需的运动轨迹，通过上位机控制系统生成转动参数，完成相关运动。