CN107283414A - 一种使喷涂机器人中转臂前后稳定摆动的驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种使喷涂机器人中转臂前后稳定摆动的驱动机构；包括二轴摆动组件和三轴摆动组件，所述二轴摆动组件和三轴摆动组件安装在二三轴安装座；所述二三轴安装座包括左侧安装板、右侧安装板和中间连接板，所述左侧安装板和所述右侧安装板平行设置，且两者垂直固定在所述转盘，所述中间连接板的两端分别固定在所述左侧安装板和所述右侧安装板。通过在二三轴安装座上并排安装二轴驱动电机与三轴驱动电机在同一水平高度上平行排列，两者可作为两个独立的模块分别安装和拆卸，以避免二轴驱动电机与三轴驱动电机工作时不会发生相互干涉，结构简单，安装方便。

Description

一种使喷涂机器人中转臂前后稳定摆动的驱动机构

技术领域

本发明涉及喷涂机器人设备领域，特别是一种使喷涂机器人中转臂前后稳定摆动的驱动机构。

背景技术

陶瓷产品的生产工艺中，需要通过前线操作人员对陶瓷产品的表面直接进行喷釉，而现有的手工喷涂存在施工效率低下、劳动强度大、施工质量无法保证的问题，且对施工人员来说，长时间在喷涂环境下工作对自身身体健康存在极大的影响。而机器人是自动执行重复工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，根据以人工智能技术制定的原则纲领执行操作。设计运行稳定，精度高的喷涂机器人以取代人工对陶瓷产品完成喷涂工艺，是该领域技术人员一直在进行的研究。

现有技术的喷涂机器人中，转臂的驱动装置一般包括二轴驱动装置和三轴驱动装置，二轴驱动装置和三轴驱动装置的执行端分别与转臂连接，且二者的执行端在同一动力源的作用下，带动转臂作前后摆动，而两套执行机构通过同一套动力源带动，在实际使用时容易在装置上产生不平衡的扭矩。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种使喷涂机器人中转臂前后稳定摆动的驱动机构。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种使喷涂机器人中转臂前后稳定摆动的驱动机构；包括二轴摆动组件和三轴摆动组件，所述二轴摆动组件和三轴摆动组件安装在二三轴安装座；

所述二三轴安装座包括左侧安装板、右侧安装板和中间连接板，所述左侧安装板和所述右侧安装板平行设置，且两者垂直固定在所述转盘，所述中间连接板的两端分别固定在所述左侧安装板和所述右侧安装板；

所述二轴摆动组件包括二轴摆臂、二轴驱动电机、二轴随动连杆和二轴随动气缸，所述二轴驱动电机安装在所述左侧安装板的外侧，所述二轴随动气缸安装在所述右侧安装板的外侧，所述二轴摆臂的下端插装在所述左侧安装板和所述右侧安装板之间，所述二轴驱动电机的驱动轴依次穿过所述左侧安装板、所述二轴摆臂和所述右侧安装板后与所述二轴随动连杆的一端固定连接，且所述二轴驱动电机的驱动轴可转动地安装在所述左侧安装板和所述右侧安装板，而所述二轴摆臂固定安装在所述二轴驱动电机的驱动轴，所述二轴随动连杆的另一端与所述二轴随动气缸的伸缩杆铰接；所述二轴摆臂的上端铰接在安装四轴转臂的四轴安装座的前端；

所述三轴摆动组件包括三轴摆臂、三轴连杆、三轴驱动电机、三轴随动连杆和三轴随动气缸；所述三轴驱动电机安装在所述左侧安装板的外侧，且与所述二轴驱动电机在同一水平高度上平行排列，所述三轴驱动电机安装在所述右侧安装板的外侧，所述三轴连杆的前端插装在所述左侧安装板和所述右侧安装板之间，所述三轴驱动电机的驱动轴依次穿过所述左侧安装板、所述三轴连杆和所述右侧安装板后与所述三轴随动连杆的一端固定连接，且所述三轴驱动电机的驱动轴可转动地安装在所述左侧安装板和所述右侧安装板，而所述三轴连杆固定安装在所述三轴随动连杆的驱动轴，所述三轴随动连杆的另一端与所述三轴随动气缸的伸缩杆铰接；所述三轴连杆向所述二三轴安装座的后方延伸，其后端与所述三轴摆臂的下端铰接；所述三轴摆臂的上端铰接在安装四轴转臂的四轴安装座的后端。

优选的，所述二轴随动气缸和所述三轴随动气缸分别安装在所述所述二轴随动气缸，且所述二轴随动气缸安装于所述三轴随动气缸的上方。

优选的，所述左侧安装板的上方设有加厚部，所述加厚部是由所述左侧安装板的上端向外凸出而一体化形成；所述加厚部内设有两个电机安装孔，所述二轴驱动电机和三轴驱动电机分别通过两个所述电机安装孔固定在所述左侧安装板。

优选的，所述加厚部的下方设有加强肋，所述加强肋的侧壁固定在所述左侧安装板的外侧壁，其上端承接固定在所述加厚部的下端面。

优选的，所述左侧安装板的右侧向外凸出形成耳板，所述二轴随动气缸安装在所述耳板。

优选的，所述中间连接板的数量为两个，两个所述中间连接板平行设置，使得其下方为可供电缆线通过的走线通道。

优选的，所述四轴转臂的后端可转动地安装在所述四轴安装座，所述四轴安装座的外侧设有四轴驱动电机，所述四轴驱动电机通过电滑环为所述四轴转臂的旋转提供动力。

优选的，所述二轴摆臂的外侧壁设有活动铰接头，所述活动铰接头上安装有波纹管；给所述四轴驱动电机通电的电缆线穿出所述四轴安装座后进入所述波纹管，并顺着所述波纹管向下，在穿出所述波纹管后进入所述四轴安装座的走线通道，再通过所述走线通道后与外界电源接通。

优选的，所述四轴驱动电机的外部罩扣设有四轴外罩。

优选的，所述四轴安装座为圆筒空心结构，所述四轴外罩固定在所述四轴安装座的后端。

本发明的有益效果：通过在二三轴安装座上并排安装二轴驱动电机与三轴驱动电机在同一水平高度上平行排列，两者可作为两个独立的模块分别安装和拆卸，以避免二轴驱动电机与三轴驱动电机工作时不会发生相互干涉，结构简单，安装方便。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的右后视角的立体图；

图2是本发明的一个实施例的左后视角的立体图；

图3是本发明中二三轴安装座的一个实施例的立体图。

其中：二轴摆动组件3，二轴摆臂31，二轴驱动电机32，二轴随动连杆33，二轴随动气缸34；三轴摆动组件4，三轴摆臂41，三轴连杆42，三轴驱动电机43，三轴随动连杆44，三轴随动气缸45；四轴转动组件5，四轴转臂51，四轴安装座52，四轴驱动电机53；二三轴安装座7，左侧安装板71，加厚部711，加强肋712，耳板713，右侧安装板72，中间连接板73，电机安装孔77,走线通道78；活动铰接头9。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1、图2及图3所示，一种使喷涂机器人中转臂前后稳定摆动的驱动机构；包括二轴摆动组件3和三轴摆动组件4，所述二轴摆动组件3和三轴摆动组件4安装在二三轴安装座7；

所述二三轴安装座7包括左侧安装板71、右侧安装板72和中间连接板73，所述左侧安装板71和所述右侧安装板72平行设置，且两者垂直固定在所述转盘，所述中间连接板73的两端分别固定在所述左侧安装板71和所述右侧安装板72；

所述二轴摆动组件3包括二轴摆臂31、二轴驱动电机32、二轴随动连杆33和二轴随动气缸34，所述二轴驱动电机32安装在所述左侧安装板71的外侧，所述二轴随动气缸34安装在所述右侧安装板72的外侧，所述二轴摆臂31的下端插装在所述左侧安装板71和所述右侧安装板72之间，所述二轴驱动电机32的驱动轴依次穿过所述左侧安装板71、所述二轴摆臂31和所述右侧安装板72后与所述二轴随动连杆33的一端固定连接，且所述二轴驱动电机32的驱动轴可转动地安装在所述左侧安装板71和所述右侧安装板72，而所述二轴摆臂31固定安装在所述二轴驱动电机32的驱动轴，所述二轴随动连杆33的另一端与所述二轴随动气缸34的伸缩杆铰接；所述二轴摆臂31的上端铰接在安装四轴转臂的四轴安装座的前端；

所述三轴摆动组件4包括三轴摆臂41、三轴连杆42、三轴驱动电机43、三轴随动连杆44和三轴随动气缸45；所述三轴驱动电机43安装在所述左侧安装板71的外侧，且与所述二轴驱动电机32在同一水平高度上平行排列，所述三轴驱动电机43安装在所述右侧安装板72的外侧，所述三轴连杆42的前端插装在所述左侧安装板71和所述右侧安装板72之间，所述三轴驱动电机43的驱动轴依次穿过所述左侧安装板71、所述三轴连杆42和所述右侧安装板72后与所述三轴随动连杆44的一端固定连接，且所述三轴驱动电机43的驱动轴可转动地安装在所述左侧安装板71和所述右侧安装板72，而所述三轴连杆42固定安装在所述三轴随动连杆44的驱动轴，所述三轴随动连杆44的另一端与所述三轴随动气缸45的伸缩杆铰接；所述三轴连杆42向所述二三轴安装座7的后方延伸，其后端与所述三轴摆臂41的下端铰接；所述三轴摆臂41的上端铰接在安装四轴转臂的四轴安装座的后端。

喷涂机器人中，四轴转臂51能相对四轴安装座52自转的同时，还能在二轴摆臂31和三轴摆臂41的带动下前后摆动。其中，二轴摆臂31和三轴摆臂41的上端分别与转臂铰接，二轴摆臂31的下端固定在二轴驱动电机32的转动轴，并在二轴驱动电机32的带动下作前后摆动；三轴摆臂41的下端与所述三轴连杆42的后端铰接，所述三轴连杆42的前端固定在三轴驱动电机43的转动轴，使得三轴摆臂41在三轴驱动电机43和三轴连杆42的带动下作前后摆动；

为了避免二轴摆臂31和三轴摆臂41的摆动角度变化而造成两者自身产生不平衡力，进而影响转臂的运动精度，二轴驱动电机32和三轴驱动电机43的对侧，分别设置二轴随动气缸34与二轴驱动电机32铰接，三轴随动气缸45与三轴驱动电机43铰接。往所述二轴随动气缸34和三轴随动气缸45的缸筒中注入恒定气压的高压气体，在所述二轴摆臂31和三轴摆臂41往前后摆动时，所述二轴随动气缸34和三轴随动气缸45的活塞杆伸出回缩，有更多的高压气体进入到缸筒内，令所述活塞杆不会因为所述二轴摆臂31和三轴摆臂41摆动角度变化而发生活塞杆往缸筒内回退的现象。所述二轴随动气缸34和三轴随动气缸45对所述二轴摆臂31和三轴摆臂41均产生一力矩，其方向与所述二轴摆臂31和三轴摆臂41自身不平衡力的力矩相反，从而方便所述二轴驱动电机32和三轴驱动电机43分别带动所述二轴摆臂31和三轴摆臂41前后摆动。

本技术方案中，将二轴驱动电机32和三轴驱动电机43并排安装在二三轴安装座7的左侧安装板71的外侧，二轴随动气缸34和三轴随动气缸45分别安装在二三轴安装座7的右侧安装板72的外侧，二轴摆臂31的下端和三轴连杆42的前端分别插装在左侧安装板71和右侧安装板72之间。

安装时，二轴驱动电机32的转动轴依次穿过左侧安装板71的左侧轴承安装孔、二轴摆臂31和右侧安装板72的右侧轴承安装孔后，再通过二轴随动连杆33与二轴随动气缸34连接，且所述二轴驱动电机32的转动轴通过轴承(两个轴承的外圈分别固定在可左侧轴承安装孔和右侧轴承安装孔内，两个轴承的内圈分别固定在二轴驱动电机32的转动轴两端)可转动地安装在所述左侧安装板71和所述右侧安装板72，而所述二轴摆臂31固定安装在所述二轴驱动电机32的驱动轴的中部位置；所述二轴随动气缸34安装于所述三轴随动气缸45的上方。

而三轴驱动电机43的转动轴依次穿过左侧安装板71上另一个的左侧轴承安装孔、三轴连杆42的前端和右侧安装板72上的另一个右侧轴承安装孔后，再通过三轴随动连杆44与三轴随动气缸45连接，且所述三轴驱动电机43的转动轴通过轴承(两个轴承的外圈分别固定在可左侧轴承安装孔和右侧轴承安装孔内，两个轴承的内圈分别固定在三轴驱动电机43的转动轴两端)可转动地安装在所述左侧安装板71和所述右侧安装板72，而所述三轴连杆42的前端固定安装在所述三轴驱动电机43的驱动轴的中部位置，且其向所述二三轴安装座7的后方延伸，所述三轴摆臂41的下端与三轴连杆42的后端铰接，三轴随动气缸45的缸体固定安装在处于右侧轴承安装孔下方。

本技术方案中，通过在二三轴安装座7上并排安装二轴驱动电机32与三轴驱动电机43在同一水平高度上平行排列，两者可作为两个独立的模块分别安装和拆卸，以避免二轴驱动电机32与三轴驱动电机43工作时不会发生相互干涉，结构简单，安装方便。

所述二轴随动气缸34和所述三轴随动气缸45分别安装在所述所述二轴随动气缸34，且所述二轴随动气缸34安装于所述三轴随动气缸45的上方。

二轴随动气缸34和三轴随动气缸45按照上下交错的位置分布，再而，二轴随动气缸34通过二轴随动连杆33与二轴驱动电机32的驱动轴的末端连接，三轴随动气缸45通过三轴随动连杆44与三轴驱动电机43的驱动轴的末端连接；所述二轴摆臂31和三轴摆臂41往前后摆动时，二轴随动气缸34和三轴随动气缸45的活塞杆伸出回缩而不会发生彼此之间的干涉，提高使用效率。

所述左侧安装板71的上方设有加厚部711，所述加厚部711是由所述左侧安装板71的上端向外凸出而一体化形成；所述加厚部711内设有两个电机安装孔77，所述二轴驱动电机32和三轴驱动电机43分别通过两个所述电机安装孔77固定在所述左侧安装板71。

二轴驱动电机32和三轴驱动电机43并排安装在二三轴安装座7的左侧安装板71的外侧，而本实施例中，左侧安装板71的上端向外凸出形成加厚部711，加厚部711内设有分别安装二轴驱动电机32和三轴驱动电机43的电机安装孔77，电机安装孔77下部的孔侧壁为二轴驱动电机32和三轴驱动电机43提供向上的支撑力，以提高二者安装时的稳定性。

所述加厚部711的下方设有加强肋712，所述加强肋712的侧壁固定在所述左侧安装板71的外侧壁，其上端承接固定在所述加厚部711的下端面。

左侧安装板71的上端向外凸出形成加厚部711，使得加厚部711处于悬空的状态，在加厚部711的下方设置加强肋712，为加厚部711提供向上的支撑力，以提高其稳定性，以及进一步提高二轴驱动电机32和三轴驱动电机43的稳定性，且通过加强肋712而增加了疏散二轴驱动电机32和三轴驱动电机43运行时振动波的途径，从而增强二轴驱动电机32和三轴驱动电机43驱动时的精度。

所述左侧安装板71的右侧向外凸出形成耳板713，所述二轴随动气缸34安装在所述耳板713。

耳板713增加了左侧安装板71的空间，用于设置位于所述右侧轴承安装孔75的上方的所述气缸安装座，以方便二轴随动气缸34的安装和运动，优化空间布局，提高使用性能。

所述中间连接板73的数量为两个，两个所述中间连接板73平行设置，使得其下方为可供电缆线通过的走线通道78；方便使用，提高使用效率。

所述四轴转臂51的后端可转动地安装在所述四轴安装座52，所述四轴安装座52的外侧设有四轴驱动电机53，所述四轴驱动电机53通过电滑环为所述四轴转臂51的旋转提供动力。

四轴驱动电机53带动四轴转臂51相对四轴安装座52转动，四轴驱动电机53通过电滑环与四轴转臂51连接，无其他中间传动机构，效率高/精度高，且使用电滑环的中空结构，使电缆不会扭曲，并且可大范围转动而不担心电缆影响行程等问题，直连结构安装非常简单，维修简便。

所述二轴摆臂31的外侧壁设有活动铰接头9，所述活动铰接头9上安装有波纹管；给所述四轴驱动电机53通电的电缆线穿出所述四轴安装座52后进入所述波纹管，并顺着所述波纹管向下，在穿出所述波纹管后进入所述四轴安装座52的走线通道78，再通过所述走线通道78后与外界电源接通。

避免四轴驱动电机53的电缆线发生扭曲和缠绕，并且四轴转臂51可大范围转动而不担心电缆影响行程等问题，维护简便。

所述四轴驱动电机53的外部罩扣设有四轴外罩。

四轴外罩避免喷涂机器人工作过程中产生的飞液、飞渣等进入四轴驱动电机53内影响四轴驱动电机53的正常运转，提高使用效率。

所述四轴安装座52为圆筒空心结构，所述四轴外罩固定在所述四轴安装座52的后端。

结构简单紧凑，安装方便，提高使用效率。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种使喷涂机器人中转臂前后稳定摆动的驱动机构，其特征在于：包括二轴摆动组件和三轴摆动组件，所述二轴摆动组件和三轴摆动组件安装在二三轴安装座；

所述二三轴安装座包括左侧安装板、右侧安装板和中间连接板，所述左侧安装板和所述右侧安装板平行设置，且两者垂直固定在所述转盘，所述中间连接板的两端分别固定在所述左侧安装板和所述右侧安装板；

所述二轴摆动组件包括二轴摆臂、二轴驱动电机、二轴随动连杆和二轴随动气缸，所述二轴驱动电机安装在所述左侧安装板的外侧，所述二轴随动气缸安装在所述右侧安装板的外侧，所述二轴摆臂的下端插装在所述左侧安装板和所述右侧安装板之间，所述二轴驱动电机的驱动轴依次穿过所述左侧安装板、所述二轴摆臂和所述右侧安装板后与所述二轴随动连杆的一端固定连接，且所述二轴驱动电机的驱动轴可转动地安装在所述左侧安装板和所述右侧安装板，而所述二轴摆臂固定安装在所述二轴驱动电机的驱动轴，所述二轴随动连杆的另一端与所述二轴随动气缸的伸缩杆铰接；所述二轴摆臂的上端铰接在安装四轴转臂的四轴安装座的前端；

所述三轴摆动组件包括三轴摆臂、三轴连杆、三轴驱动电机、三轴随动连杆和三轴随动气缸；所述三轴驱动电机安装在所述左侧安装板的外侧，且与所述二轴驱动电机在同一水平高度上平行排列，所述三轴驱动电机安装在所述右侧安装板的外侧，所述三轴连杆的前端插装在所述左侧安装板和所述右侧安装板之间，所述三轴驱动电机的驱动轴依次穿过所述左侧安装板、所述三轴连杆和所述右侧安装板后与所述三轴随动连杆的一端固定连接，且所述三轴驱动电机的驱动轴可转动地安装在所述左侧安装板和所述右侧安装板，而所述三轴连杆固定安装在所述三轴随动连杆的驱动轴，所述三轴随动连杆的另一端与所述三轴随动气缸的伸缩杆铰接；所述三轴连杆向所述二三轴安装座的后方延伸，其后端与所述三轴摆臂的下端铰接；所述三轴摆臂的上端铰接在安装四轴转臂的四轴安装座的后端。

2.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于：所述二轴随动气缸和所述三轴随动气缸分别安装在所述所述二轴随动气缸，且所述二轴随动气缸安装于所述三轴随动气缸的上方。

3.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于：所述左侧安装板的上方设有加厚部，所述加厚部是由所述左侧安装板的上端向外凸出而一体化形成；所述加厚部内设有两个电机安装孔，所述二轴驱动电机和三轴驱动电机分别通过两个所述电机安装孔固定在所述左侧安装板。

4.根据权利要求3所述的驱动机构，其特征在于：所述加厚部的下方设有加强肋，所述加强肋的侧壁固定在所述左侧安装板的外侧壁，其上端承接固定在所述加厚部的下端面。

5.根据权利要求3所述的驱动机构，其特征在于：所述左侧安装板的右侧向外凸出形成耳板，所述二轴随动气缸安装在所述耳板。

6.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于：所述中间连接板的数量为两个，两个所述中间连接板平行设置，使得其下方为可供电缆线通过的走线通道。

7.根据权利要求6所述的驱动机构，其特征在于：所述四轴转臂的后端可转动地安装在所述四轴安装座，所述四轴安装座的外侧设有四轴驱动电机，所述四轴驱动电机通过电滑环为所述四轴转臂的旋转提供动力。

8.根据权利要求7所述的驱动结构，其特征在于：所述二轴摆臂的外侧壁设有活动铰接头，所述活动铰接头上安装有波纹管；给所述四轴驱动电机通电的电缆线穿出所述四轴安装座后进入所述波纹管，并顺着所述波纹管向下，在穿出所述波纹管后进入所述四轴安装座的走线通道，再通过所述走线通道后与外界电源接通。

9.根据权利要求6所述的驱动结构，其特征在于：所述四轴驱动电机的外部罩扣设有四轴外罩。

10.根据权利要求6所述的驱动结构，其特征在于：所述四轴安装座为圆筒空心结构，所述四轴外罩固定在所述四轴安装座的后端。