[发明专利]一种用于高铁车身涂装的移动式混联喷涂机器人

说明书

本发明公开了一种用于高铁车身喷涂的移动式混联喷涂机器人，所述移动式混联喷涂机器人由喷涂机器人、移动云台、升降机构、移动底座共四个部分组成。升降机构安装在移动底座上并和移动云台相连接，喷涂机器人安装在移动云台上，喷涂机器人采用混联结构，可使末端喷头灵活转动，满足高铁车身复杂表面喷涂作业需要。本发明有益的技术效果：本发明所述的移动式混联喷涂机器人的移动机构可实现大范围空间移动，混联喷涂机器人具有6个自由度，末端通过柔索并联驱动直杆型球头杆端关节轴承，实现末端喷头二自由度的空间运动，具有并联机构刚度大，累积误差小、运动灵活的优点。

技术领域

本发明涉及喷涂机器人领域，具体是一种用于高铁车身涂装的移动式混联喷涂机器人。

背景技术

随着科技的进步，喷涂机器人得到了极大的发展，喷涂机器人的运用改变了传统人工喷涂中工人劳动强度大，工作环境有害的现状，推动了绿色环保企业的建设进程。但现在应用在高铁车身涂装领域的喷涂机器人多为串联喷涂机器人，存在着体积重量大、关节累积误差大、动态响应差、复杂表面喷涂质量差等缺点。而单纯的并联机器人的运动空间又比较小。中国专利CN20141083584900涉及一种索杆复合驱动的并联码垛机器人，采用了柔索并联机构，但运动空间较小；中国专利CN104549849A公开了一种自动化喷涂机器人装备，该装备的三垂直坐标轴移动平台采用的齿轮齿条和滚珠丝杆联合的传动方式，缺少运动的精确控制。

发明内容

本发明针对现有串联喷涂机器人的缺陷和不足，提供一种由移动平台和混联喷涂机器人组成的，用于高铁车身表面喷涂的移动式混联喷涂机器人。尤其是一种可在X、Y方向精确占位，由柔索并联驱动实现末端二自由度空间运动的混联喷涂机器人。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于高铁车身涂装的移动式混联喷涂机器人，包括XYZ三轴运动平台，以及安装于XYZ三轴运动平台上的六自由度机械臂，六自由度机械臂连接有末端喷头，由XYZ三轴运动平台带动六自由度机械臂在X、Y、Z三个方向运动，并由六自由度机械臂实现末端喷头六个自由度的运动，其特征在于：六自由度机械臂包括大臂、小臂柔索并联机构，其中大臂的臂端俯仰转动连接有顶部座，小臂柔索并联机构包括后置防爆驱动电机组、小臂左法兰、小臂、钢丝绳、小臂右法兰、牵引支撑和直杆型球头杆端关节轴承，其中：

后置防爆驱动电机组包括防爆外壳，防爆外壳通过转轴转动连接于顶部座端部，顶部座上安装有电机，电机输出轴与防爆外壳的转轴传动连接，由电机驱动防爆外壳转动，防爆外壳内沿环向安装有多个可转动的卷绳筒，每个卷绳筒分别配置有卷绳筒电机，卷绳筒电机输出轴与对应的卷绳筒传动连接，由卷绳筒电机驱动对应的卷绳筒转动；

所述钢丝绳有多组，多组钢丝绳一一对应缠绕于卷绳筒上，且钢丝绳一端固定于对应卷绳筒，防爆外壳表面对应每组钢丝绳分别设有开口，钢丝绳另一端一一对应从防爆外壳的开口穿出；

小臂左发兰一面固定于防爆外壳的外表面，小臂一端同轴固定连接小臂左发兰另一面，小臂另一端同轴固定连接小臂右法兰一面，牵引支撑一面同轴固定连接于小臂右法兰另一面，牵引支撑周边沿环向设有多个滑轮，每个滑轮分别转动安装于牵引支撑周边；

直杆型球头杆端关节轴承包括外圈直杆和内圈直杆，外圈直杆一端同轴固定于牵引支撑另一面，外圈直杆另一端连接有球头座，内圈直杆一端连接有球头，且球头安装于球头座中，内圈直杆另一端周边设有多个钢丝绳牵引孔，所述钢丝绳从防爆外壳穿出后分别沿小臂延伸，再一一对应绕过牵引支撑上的滑轮后，最终钢丝绳另一端一一对应固定于内圈直杆的钢丝绳牵引孔中，所述末端喷头固定于内圈直杆另一端端面。

所述的一种用于高铁车身涂装的移动式混联喷涂机器人，其特征在于：XYZ三轴运动平台包括移动底座、升降机构、移动云台，其中移动底座为可沿Y向运动的一维运动平台；升降机构为剪叉式升降臂，剪叉式升降臂下端安装于移动底座的运动部件上；移动云台为可沿X向运动的一维运动平台，移动云台整体固定于剪叉式升降臂的上端，六自由度机械臂整体安装于移动平台的运动部件上。