一种控制喷笔工作状态的驱动装置的制作方法

本实用新型涉及一种控制喷笔工作状态的驱动装置，更具体地说，涉及一种控制按钮式双动式喷笔喷洒颜料的驱动装置。

背景技术：

喷笔是能令颜料呈雾状喷出以达到均匀上色目的的重要涂装工具，是一种精密仪器，能制造出十分细致的线条和柔软渐变的效果。随着科学技术的飞速发展，喷笔使用的颜料日趋多样化、专业化，喷笔应用的范围越来越广，已涉足一切与美化人们生活相关的领域，作品显见美术厅、广告招贴、商业插图、封面设计、广告摄影、挂历、画、建筑画、综合性绘画、化妆、暂时性纹身等。喷笔技法在高等艺术院校作为一种必修课，成为艺术造型中强有力的表现技法。

喷笔需要配置相应的气泵作为气压供给设备，驱动颜料喷出。通常采用的气泵应带有安全放气阀、油水过滤器和压力开关，安全放气阀作用就是保证使用安全，油水过滤器过滤气体中的水分，压力开关就是不用的时候能自己停止运行，使用的时候能自行启动，这样可以保证喷笔安全稳定工作。

对于按钮式双动式喷笔，控制原理是按下阀门按钮，连带压下气阀，使高压空气喷出，并导向喷笔喷口处，通过将喷针后拉，使喷嘴与喷针之间出现间隙，涂料在通过间隙时被高压喷出的空气吹成气雾状，最后覆盖在部件表面。通过扳机向下按的幅度可以控制喷出气流的大小，通过控制按钮后拉的幅度来调节喷出涂料的量的多少，例如需要喷出细线时，按钮后拉一定幅度，用较小的力道按压按钮，使出气压较小；需要喷出雾化效果非常好时，按钮后拉一定幅度，用较大的力道按压按钮，使出气压较大。另外，喷笔尾端有一个可旋转的螺丝，用来限制顶针位置，顶针的位置决定了最大出漆量。

通常喷笔由人手动操作，因此不能保证稳定的气流和出漆量，并且容易受到外界干扰。精确且可重复地控制喷笔的工作状态是一个亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

基于背景技术提出的问题，本实用新型设计了一种通过计算机控制按钮式双动式喷笔的驱动装置，通过驱动喷笔的扳机，实现精确稳定地调节喷笔的出气压和出漆量。

本实用新型采用的技术方案为：一种控制喷笔工作状态的驱动装置，所述的喷笔包括喷嘴，涂料接口，扳机，气泵接口，按压开关，将涂料接口与涂料容器连接，以及将气泵接口与气泵连接，将气泵打开，达到喷笔使用压力范围后通过按压或后拉扳机，可以实现涂料的不同喷出形式；扳机与压力顶针通过转轴联结，压力顶针只能上下运动，控制气流开关的开口大小，扳机可以绕转轴转动，以及通过转轴向压力顶针施加一定压力，以调节气流开关的开口大小，当扳机表面中心点处于活动区域内某一位置时，则对应了一定的压力和一定的出漆量，将扳机的绕轴转动和上下平动过程转换为两个拨片的平动过程，其中，压力调节拨片控制扳机上下运动，出漆量调节拨片控制扳机前后运动，压力调节拨片在能够上下运动的同时跟随出漆量调节拨片前后运动，保证不会发生相互抵触。

其中，压力调节拨片和出漆量调节拨片与扳机未固定联结，在控制过程中，扳机与压力调节拨片和出漆量调节拨片的接触点在控制过程中可以发生一定位移，同时由于压力调节拨片和出漆量调节拨片的限制，扳机表面中心点将会处于活动区域的某一个位置，对应喷笔的一定气流和出漆量，即一个工作状态，在不同位置即对应了不同的工作状态，以此实现喷笔压力和出漆量的控制调节，驱动扳机时，首先需要确定两个调节拨片的极限位置，即不能使扳机表面中心点超出活动区域，以免造成喷笔的损坏。

其中，选用可以通过计算机软件控制的驱动装置，对两个调节拨片的位置进行精确控制，从而实现计算机控制喷笔的工作状态。

其中，可以采用伺服型直线推杆模组作为驱动装置，其带有专门配套软件，可以实现高精度的定位和平动，在使用驱动装置时首先需要确定两个调节拨片的边界位置，进而对活动范围内区域进行离散化，离散化程度根据实际情况确定，通过离散化可以得到喷笔的一系列工作位置点，通过计算机软件控制扳机的工作位置点以及相应的工作时间。

其中，调节压力伺服电机与压力调节金属片固定连接，调节出漆量伺服电机与出漆量调节金属片固定连接。

其中，选用日本IAI RCA2-TCA4NA系列滚珠丝杆推杆，驱动轴型号为RCA2-TCA4NA-I-20-2，可以实现0.02mm的定位精度，以及0.01mm/s到100mm/s范围的驱动速度选择。

本实用新型有益效果：

1、本实用新型两个调节拨片与扳机未固定联结在一起，将扳机的绕轴转动和上下平动过程转换为两个拨片的平动过程，简化了喷笔扳机控制流程；

2、本实用新型压力调节拨片15跟随出漆量调节拨片16运动，保证不会发生抵触，且实现了压力与出漆量的分别控制调节；

3、本实用新型利用计算机控制的驱动装置控制调节拨片，可以精确、稳定可重复的设置喷笔工作状态。

附图说明

图1为喷笔结构示意图；

图2为扳机与压力顶针配合示意图；

图3为喷笔扳机表面中心点扇环形活动区域；

图4为喷笔扳机驱动方式示意图；

图5为一种喷笔驱动装置装配方式示意图；

图6为一种喷笔驱动装置的驱动示意图。

图中附图标记含义为：1为喷嘴，2为涂料接口，3为扳机，4为气泵接口，5为按压开关，6为扳机表面中心点，7为按钮转轴，8为压力顶针，9为活动区域上边界，10为活动区域初始位置，11为活动区域左边界，12为活动区域下边界，13为活动区域最远位置，14为活动区域右边界，15为压力调节拨片，16为出漆量调节拨片，17为调节压力伺服电机，18为调节出漆量伺服电机，19为伺服电机安装板，20为安装架，21为喷笔，22为喷笔固定座，23为压力调节金属片，24为出漆量调节金属片。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本实用新型。

如图1所示为市面常见的喷笔结构示意图，主要包括喷嘴1，涂料接口2，扳机3，气泵接口4，按压开关5，将涂料接口2与涂料容器连接，以及将气泵接口4与气泵连接，将气泵打开，达到喷笔使用压力范围后通过按压或后拉扳机3，可以实现涂料的不同喷出形式。

如图2所示为扳机3与压力顶针8的配合示意图，它们通过转轴7联结，压力顶针8只能上下运动，控制气流开关的开口大小。扳机3可以绕转轴7转动，以及通过转轴7向压力顶针8施加一定压力，以调节气流开关的开口大小，因此，对于扳机3表面中心点6的活动区域为如图3所示的扇环形状，其中，10为活动区域初始位置，此位置状态无压力和涂料供给，11为活动区域左边界，此位置状态有压力，但是没有涂料供给，12为活动区域下边界，此位置状态压力供给最大，同时有涂料供给，13为活动区域最远位置，此位置状态压力和涂料供给均达到最大，14为活动区域右边界，此位置状态有压力，同时涂料供给达到最大。当扳机3表面中心点6处于活动区域内某一位置时，则对应了一定的压力和一定的出漆量。

基于上述对喷笔结构和控制原理的介绍，采用如图4所示的方式对扳机进行驱动控制，将扳机的绕轴转动和上下平动过程转换为两个拨片的平动过程。其中，压力调节拨片15控制扳机3上下运动，出漆量调节拨片16控制扳机3前后运动。特别地，压力调节拨片15在能够上下运动的同时跟随出漆量调节拨片16前后运动，保证不会发生相互抵触。另外，调节拨片15和16与扳机3未固定联结，在控制过程中，扳机3与调节拨片15和16的接触点在控制过程中可以发生一定位移。同时由于调节拨片15和16的限制，扳机3表面中心点6将会处于图3所示活动区域的某一个位置，对应喷笔的一定气流和出漆量，即一个工作状态，在不同位置即对应了不同的工作状态，以此实现喷笔压力和出漆量的控制调节。特别地，在应用该方式驱动扳机3时，首先需要确定两个调节拨片的极限位置，即不能使扳机3表面中心点6超出图3所示的活动区域，以免造成喷笔的损坏。

根据上述扳机的驱动方式，选用可以通过计算机软件控制的驱动装置，对两个调节拨片的位置进行精确控制，从而实现计算机控制喷笔的工作状态，典型地，可以采用伺服型直线推杆模组作为驱动装置，其带有专门配套软件，可以实现高精度的定位和平动。需要注意的是，在使用驱动装置时首先需要确定两个调节拨片的边界位置，进而对活动范围内区域进行离散化，离散化程度根据实际情况确定，通过离散化可以得到喷笔的一系列工作位置点，通过计算机软件控制扳机的工作位置点以及相应的工作时间。

如图5所示的一种喷笔驱动装置装配方式，其中，调节压力伺服电机17与压力调节金属片23固定连接，调节出漆量伺服电机18与出漆量调节金属片24固定连接。特别地，选用日本IAI RCA2-TCA4NA系列滚珠丝杆推杆，驱动轴型号为RCA2-TCA4NA-I-20-2，可以实现0.02mm的定位精度，以及0.01mm/s到100mm/s范围的驱动速度选择。

装置安装及操作流程描述如下：

步骤1、将压力调节金属片23固定安装到调节压力伺服电机17上，将出漆量调节金属片24固定安装到调节出漆量伺服电机18上；

步骤2、将喷笔21、调节压力伺服电机17和调节出漆量伺服电机18安装固定到安装架20上，特别地，喷笔21采用喷笔固定座22安装固定；调节出漆量伺服电机18通过伺服电机安装板19安装固定到安装架20上；调节压力伺服电机17安装固定到调节出漆量伺服电机18的推杆前端；

步骤3、将压力调节金属片23和出漆量调节金属片24驱动到与扳机3刚接触的位置，保持调节压力伺服电机17停止工作状态，记录位置状态为a₀，控制调节出漆量伺服电机18驱动出漆量调节金属片24，可以得到位置状态范围b₀-c₀；控制调节压力伺服电机17驱动压力调节金属片23到位置状态为a₁，同样可以得到出漆量调节金属片24的位置状态范围b₁-c₁，以此类推，可以得到一系列喷笔工作状态与压力调节金属片23和漆量调节金属片24的位置对应关系，即每一个位置点则对应了喷笔21的一种工作状态；

步骤4、根据步骤3中得到的压力调节金属片23和漆量调节金属片24的位置范围，通过伺服电机的配套软件设置喷笔的工作状态，特别地，调节压力伺服电机17和出漆量伺服电机18可以同时工作，实现喷笔工作状态的实时变化，适应实际的工作需求。