一种自动喷漆装置的制作方法

一种自动喷漆装置，属于自动化设备技术领域，具体涉及一种汽车维修补漆用自动喷漆装置。

背景技术：

当前汽车车身补漆作业一直采用人工喷漆的作业方式；人工作业存在影响作业人员身体健康、环境污染不易控制等严重问题，而且对喷漆工技术水平要求高，而且还存在喷漆质量不稳定、作业效率低、喷漆作业维修工时费相对较高等难以解决的问题。因此迫切需要一种能够替代喷漆工进行喷漆作业的自动化智能喷漆设备。

现有自动喷漆装置大多通过液压装置或者导轨滑块机构来使喷枪移动，所以为了增大自动喷漆机的喷漆范围，需要增大液压装置或者导轨滑块机构的长度，导致自动喷漆装置的体积增大，使自动喷漆装置笨重，移动很不方便，并且在不用时占用空间大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、作业范围大、不存在作业盲区的自动喷漆装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该自动喷漆装置，其特征在于：包括直线推动机构、平移机构以及喷枪，喷枪安装在平移机构上，平移机构安装在直线推动机构上，直线推动机构推动平移机构升降或在水平面内沿纵向移动，平移机构带动喷枪在水平面内沿横向移动；

直线推动机构包括第一摆臂、第二摆臂、平移机构安装臂以及动力机构，第二摆臂的两端分别与第一摆臂和平移机构安装臂铰接，平移机构安装在平移机构安装臂上，第一摆臂转动安装在支架上，动力机构与第一摆臂、第二摆臂相连，平移机构安装臂连接有用于使平移机构安装臂的轴线在第一摆臂和第二摆臂摆动过程中保持平行的摆动调节机构。

优选的，所述的动力机构包括动力输出单元以及传动机构，动力输出单元的输出端与第二摆臂相连，并带动第二摆臂摆动，传动机构和摆动调节机构的输入端均与动力输出单元相连，传动机构的输出端与第一摆臂相连并带动第一摆臂摆动，摆动调节机构的输出端与平移机构安装臂相连并带动平移机构安装臂摆动，从而使平移机构安装臂的轴线保持平行。

优选的，第一摆臂与第二摆臂等长，动力输出单元、传动机构和摆动调节机构输出的转速比为2:1:1。

优选的，所述的传动机构包括第一摆臂传动轴以及第一摆臂传动齿轮，第一摆臂传动齿轮安装在第一摆臂传动轴上并带动第一摆臂传动轴转动，第一摆臂传动轴通过同步带与第一摆臂相连并带动第一摆臂摆动，动力输出单元上安装有与第一摆臂传动齿轮啮合的主动齿轮，主动齿轮与第一摆臂传动齿轮的转速比为2:1。

优选的，所述的摆动调节机构包括第二摆臂传动轴以及第二摆臂传动齿轮，第二摆臂传动齿轮安装在第二摆臂传动轴上并带动第二摆臂传动轴转动，第二摆臂传动轴通过同步带与第二摆臂相连并带动第二摆臂摆动，动力输出单元上安装有主动齿轮并通过主动齿轮带动第二摆臂传动齿轮转动，主动齿轮与第二摆臂传动齿轮的转向相同且转速比为2:1。

优选的，所述的动力输出单元与摆动调节机构之间设有中间轴，中间轴上安装有中间轴输入齿轮和中间轴输出齿轮，主动齿轮与中间轴输入齿轮啮合且转速比为2:1，中间轴输出齿轮与第二摆臂传动齿轮之间设有惰轮并分别与惰轮啮合，中间轴输出齿轮与第二摆臂传动齿轮的齿数相等。

优选的，所述的传动机构与第一摆臂之间、动力输出单元与第二摆臂之间以及摆动调节机构与平移机构安装臂之间均设有减速机。

优选的，所述的减速机输入端与输出端的转速比为51:1。

优选的，所述的平移机构包括平移机构安装端摆臂、平移机构中间摆臂、喷枪安装臂以及动力机构，喷枪安装在喷枪安装臂上，平移机构中间摆臂两端分别与平移机构安装端摆臂和喷枪安装臂转动连接，动力机构与平移机构安装端摆臂和平移机构中间摆臂相连，喷枪安装臂连接有用于使喷枪安装臂的轴线在平移机构安装端摆臂和平移机构中间摆臂摆动过程中保持平行的摆动调节机构。

优选的，所述的平移机构上设有色标传感器，色标传感器连接控制装置。

与现有技术相比，本发明的自动喷漆装置所具有的有益效果是：

1、动力机构带动第一摆臂、第二摆臂摆动，从而带动平移机构移动，摆动调节机构使平移机构安装臂的轴线始终保持平行，从而保证了喷枪移动过程中与喷漆面的相对位置保持不变，保证了喷漆效果，第二摆臂可在360°的范围内摆动，极大的增大了喷枪的移动范围，进而增大了作业面积，并且结构紧凑；由于第一摆臂、第二摆臂以及平移机构安装臂均可摆动，在不用时，可以使整个装置折叠起来，占用空间小，而且本自动喷漆装置体积小，方便移动。

2、第一摆臂和第二摆臂长度相等，且动力输出单元、传动机构以及摆动调节机构的转速比为2:1:1，从而保证平移机构安装臂能够沿直线移动，并保证平移机构安装臂在移动过程中的始终平行，保证喷枪与作业面的间距一致，从而保证喷漆的效果。

3、传动机构通过同步带带动第一摆臂摆动，同步带传动精确，且传动距离可调，使第一摆臂的长度不会受到传动机构的影响，并且能够使第一摆臂摆动的角度更加精确，提高了本自动喷漆装置工作的稳定性。

4、摆动调节机构通过同步带带动平移机构安装臂，同步带传动精确，且传动距离可调，使第二摆臂的长度不会受到传动机构的影响，并且能够使平移机构安装臂摆动的角度更加精确，提高了本自动喷漆装置工作的稳定性。

5、中间轴将动力输出单元输出的转速传递给第二摆臂传动齿轮，中间轴输出齿轮和第二摆臂传动齿轮之间设有惰轮，从而对第二摆臂传动齿轮的转向以及转速进行了调节，使平移机构安装臂能够始终保持直线移动。

6、减速机能够调节第一摆臂、第二摆臂以及平移机构安装臂的摆动速度，从而调节了喷枪的移动速度，减速机输入端与输出端的转速比为51:1，既满足了喷枪的喷漆要求，又尽可能的提高了喷漆速度，并且使整个装置在工作时更加稳定。

7、平移机构与直线推动机构的结构相同，使整个自动喷漆装置的结构更加紧凑，使本自动喷漆装置在存放时的体积能够进一步缩小，而又不影响喷漆的工作面积，而且移动方便。

8、色标传感器能够根据颜色的不同探测喷漆作业面的边框范围，并将信号传递给控制装置，实现喷枪的自动往复运动，自动化程度高，使用方便。

附图说明

图1为自动喷漆装置的立体示意图。

图2为自动喷漆装置的俯视示意图。

图3为平移机构的主视示意图。

图4为实施例2中自动喷漆装置的立体示意图。

图5为实施例3中自动喷漆装置的立体示意图。

图中：1、底座 2、支架 3、平移机构 4、回收罩 5、直线推动机构 6、减速机 7、第一摆臂 8、第一摆臂传动齿轮 9、主动齿轮 10、中间轴 11、第一摆臂传动轴 12、惰轮 13、第二摆臂传动齿轮 14、第二摆臂 15、第二摆臂传动轴 16、平移机构安装臂 17、喷枪安装臂 18、导轨 19、滑块 20、动力分配齿轮 21、平移机构安装端摆臂 22、平移机构中间摆臂。

具体实施方式

图1~3是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~5对本发明做进一步说明。

一种自动喷漆装置，包括直线推动机构5、平移机构3以及喷枪，喷枪安装在平移机构3上，平移机构3安装在直线推动机构5上，直线推动机构5推动平移机构3升降或在水平面内沿纵向移动，平移机构3带动喷枪在水平面内沿横向移动；

直线推动机构5包括第一摆臂7、第二摆臂14、平移机构安装臂16以及动力机构，第二摆臂14的两端分别与第一摆臂7和平移机构安装臂16铰接，平移机构3安装在平移机构安装臂16上，第一摆臂7转动安装在支架2上，动力机构与第一摆臂7、第二摆臂14相连，平移机构安装臂16连接有用于使平移机构安装臂16的轴线在第一摆臂7和第二摆臂14摆动过程中保持平行的摆动调节机构。

动力机构带动第一摆臂7、第二摆臂14摆动，从而带动平移机构移动，摆动调节机构使平移机构安装臂16的轴线始终保持平行，从而保证了喷枪移动过程中与喷漆面的相对位置保持不变，保证了喷漆效果，第二摆臂14可在360°的范围内摆动，极大的增大了喷枪的移动范围，进而增大了作业面积，并且结构紧凑；由于第一摆臂7、第二摆臂14以及平移机构安装臂16均可摆动，在不用时，可以使整个装置折叠起来，占用空间小，而且本自动喷漆装置体积小，方便移动。

实施例1

如图1所示：支架2为竖直设置的方钢，支架2下方设有底座1，底座1为长方形钢板，底座1的面积大于支架2的截面面积，支架2焊接在底座1上，从而增大了本自动喷漆装置与地面接触面的面积，使本自动喷漆装置能够更加稳定的放置在地面上，还能够减小本自动喷漆装置对地面的压强。直线推动机构5的安装在支架2的上方，平移机构3安装在直线推动机构5上。底座1上设有滚轮，方便对本自动喷漆装置进行移动。

喷枪为自动喷枪，喷枪安装在平移机构3上，平移机构3上还安装有漆罐，漆罐用于为喷枪提供油漆。喷枪还连接有气管，气管一端与喷枪相连通，另一端与储存有压缩气的储气罐连通。

平移机构上还安装有漆雾回收装置，漆雾回收装置包括回收罩4、水泵、水雾喷嘴、过滤箱、真空泵真空吸管，喷枪安装在回收罩4内，水泵将抽取的水通过水雾喷嘴喷至回收罩4内，从而避免漆雾快速扩散。真空泵通过真空吸管抽取漆雾，并将抽取的漆雾通过过滤箱过滤后排放到大气中，从而避免对环境造成污染。

平移机构3上还安装有色标传感器，色标传感器与控制装置相连，控制装置为PLC控制器。色标传感器能够探测补漆作业边框范围，并将信号传递给PLC控制器，从而实现喷枪的往复移动，完成对整个标定作业面的喷漆。

平移机构3上还安装有用于对平移机构3和直线推动机构5进行限位的行程开关，行程开关也可以使喷枪往复运动。在色标传感器发生故障时，可以通过行程开关完成喷漆工作。

如图2所示：动力机构包括传动机构以及动力输出单元，动力输出单元为电动机。动力输出单元的输出端与第二摆臂14相连，并带动第二摆臂14摆动。传动机构和摆动调节机构的输入端分别与动力输出单元的输出端相连，传动机构的输出端与第一摆臂7相连，并带动第一摆臂7摆动，摆动调节机构的输出端与平移机构安装臂16相连，并带动平移机构安装臂16摆动。第一摆臂7和第二摆臂14的长度相等，且动力输出单元、传动机构、摆动调节机构输出的转速比为2:1:1，保证了平移机构安装臂16保持直线升降，且在升降过程中始终保持水平。电动机安装在第一摆臂7的右端下方。

传动机构包括第一摆臂传动轴11以及第一摆臂传动齿轮8，电动机输出轴上安装有主动齿轮9，第一摆臂传动轴11转动安装主动齿轮9的左侧，第一摆臂传动齿轮8安装在第一摆臂传动轴11上，第一摆臂传动齿轮8的右侧与主动齿轮9相啮合，并随主动齿轮9同步转动。第一摆臂传动轴11上安装有同步带轮，第一摆臂7的左端也设有同步带轮，第一摆臂传动轴11随第一摆臂传动齿轮8同步转动，并通过同步带带动第一摆臂7摆动。主动齿轮9和第一摆臂传动齿轮8的转速比为2:1。

摆动调节机构包括第二摆臂传动轴15以及第二摆臂传动齿轮13。第二摆臂传动轴15转动安装在第二摆臂14的右端，第二摆臂传动齿轮13安装在第二摆臂传动轴15上。第二摆臂传动轴15上还安装有同步带轮，第二摆臂14的左端安装有与平移机构安装臂16固定连接的同步带轮，第二摆臂传动轴15通过同步带带动平移机构安装臂16摆动。

第一摆臂7的右端安装有中间轴10，中间轴10设置在主动齿轮9的右侧。中间轴10 的下端安装有中间轴输入齿轮，上端安装有中间轴输出齿轮，中间轴输入齿轮与主动齿轮9相啮合。中间轴输出齿轮与第二摆臂传动齿轮13之间设有惰轮12，中间轴输出齿轮和第二摆臂传动齿轮13均与惰轮12相啮合。主动齿轮9与中间轴输入齿轮的转速比为2:1，中间轴输出齿轮和第二摆臂传动齿轮13的齿数相等。

中间轴输出齿轮和第二摆臂传动齿轮13的厚度相等，且均为惰轮12厚度的一半，中间轴输出齿轮与惰轮12的下部啮合，第二摆臂传动齿轮13与惰轮12的上部啮合，从而能够避免第二摆臂传动齿轮13与中间轴输出齿轮相互干涉。

电动机的输出轴与第二摆臂14之间设有减速机6，减速机6的输入轴与电动机的输出轴同轴连接，减速机6的输出轴与第二摆臂14固定连接，并带动第二摆臂14摆动，主动齿轮9安装在减速机6的输入轴上。

第一摆臂7的左端设有减速机6，减速机6的输入轴与第一摆臂7左端的同步带轮相连，减速机6的输出轴与第一摆臂7相连并带动第一摆臂7摆动。

第二摆臂14的左端也设有减速机6，第二摆臂14左端的同步带轮与减速机6的输出轴相连，减速机6的输出轴与平移机构安装臂16固定连接，并带动平移机构安装臂16摆动。

减速机6输入端与输出端的转速比为51:1，既满足了喷枪的喷漆要求，又尽可能的提高了喷漆速度，并且使整个装置在工作时更加稳定。

支架2的上端设有“匚”形的安装部，第一摆臂7包括设置在安装部上下两侧的两长条状的钢板，第一摆臂7通过左端的减速机6铰接在安装部上。减速机6的输入端依次穿过安装部下方的水平部与第一摆臂7下方的钢板，并与安装部和第一摆臂7转动连接，减速机6的输出端依次穿过安装部上部的水平部与第一摆臂7上方的钢板，减速机6的输出端与安装部转动连接，与第一摆臂7固定连接，从而带动第一摆臂7摆动。传动机构设置在第一摆臂7的两钢板之间。中间轴10的两端分别与第一摆臂7的两钢板转动连接，使第一摆臂7的两钢板同步摆动。

第二摆臂14也为“匚”形，第二摆臂14设置在第一摆臂7的上方，并与第一摆臂7间隔设置，第二摆臂14开口处设有与竖直部平行的加强筋。

第一摆臂7右端的减速机6设置在第一摆臂7的两钢板之间，电动机设置在第一摆臂7的下方，减速机6的输入端穿过第一摆臂7后与电动机的输出轴相连，减速机6的输出轴穿过第一摆臂7后与第二摆臂14固定连接，并带动第二摆臂14摆动。惰轮12转动安装在第一摆臂7和第二摆臂14之间的减速机6输出轴上，第二摆臂传动齿轮13安装在第二摆臂14的下方并与惰轮12啮合，中间轴输出齿轮安装在第一摆臂7的上方并与惰轮12啮合。

平移机构安装臂16的两侧均设有长方形的开口，且两开口所在的平面相互垂直，从而使平移机构3和直线推动机构5的运动方向垂直。第二摆臂14左端安装在平移机构安装臂16右侧的开口内，并通过第二摆臂14左端的减速机6铰接。减速机6安装在第二摆臂14的两水平部之间，减速机6的输入轴与第二摆臂14和平移机构安装臂16上方的水平部转动连接，第二摆臂14左端的同步带轮安装在减速机6的输入轴上。减速机6的输出轴与第二摆臂14下方的水平部固定连接，与平移机构安装臂16下方的水平部转动连接。

如图3所示：平移机构3与直线推动机构5结构相同，包括平移机构安装端摆臂21、平移机构中间摆臂22、喷枪安装臂17以及动力机构，平移机构安装端摆臂21和平移机构中间摆臂22分别与第一摆臂7和第二摆臂14的结构相同。平移机构安装臂16右侧的水平部伸进平移机构安装端摆臂21右端内。平移机构中间摆臂22上转动安装喷枪安装臂17，喷枪安装在喷枪安装臂17上，喷枪安装臂17为长方形钢板。喷枪安装臂17也连接有摆动调节机构。动力机构包括传动机构以及动力输出单元，动力输出单元的输出端与平移机构中间摆臂22相连，并带动平移机构中间摆臂22摆动。传动机构和摆动调节机构的输入端分别与动力输出单元的输出端相连，传动机构的输出端与平移机构安装端摆臂21相连，并带动平移机构安装端摆臂21摆动，摆动调节机构的输出端与喷枪安装臂17相连，并带动喷枪安装臂17摆动。

本自动喷漆装置在使用时，需要先对待补漆的区域周围进行标定，启动自动喷漆装置，色标传感器会检测标定的区域，从而完成喷漆工作。本自动喷漆装置的作业面积可以覆盖0~2.5m的竖直平面。

实施例2

如图4所示：实施例2与实施例1的区别在于，平移机构3包括导轨18和滑块19。导轨18安装在平移机构安装臂16上，导轨18的轴线与平移机构安装臂16的摆动平面垂直。导轨18上设有方形的滑槽，滑块19下方设有与滑槽相配合的导向部，滑块19通过导向部滑动安装在导轨18上。喷枪安装在滑块19上。

实施例3

如图5所示：实施例3与实施例2的区别在于：支架2为倒置的“L”形，支架2的竖直部下端安装在底座1上，直线推动机构5安装在支架2的水平部端头，并推动平移机构3在水平面内沿与平移机构3垂直的方向移动，从而完成对水平面的补漆。

直线推动机构5有对称设置的两个，两个直线推动机构5通过一个电动机带动。两个直线推动机构位于第一摆臂7和第二摆臂14之间的减速机6的输出轴上均安装有动力分配齿轮20，两个动力分配齿轮20相啮合，电动机与其中一个动力分配齿轮20相连。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。