专利名称：基于三自由度和四自由度并联机构的混联组合汽车喷涂机器人的制作方法
技术领域：
基于三自由度和四自由度并联机构的混联组合汽车喷涂机器人技术领域[0001]本实用新型涉及机械制造领域，具体涉及一种能够应用于汽车整车喷涂生产领 域的一种模块化组合喷涂机器人。
背景技术：
[0002]随着现代汽车工业的迅速发展，汽车型号和车体设计的不断调整，国内汽车生 产正在向大规模、高质量和低成本的方向发展，汽车车身喷涂是汽车制造中最主要的生 产工艺之一，它不仅能够提高汽车产品的耐蚀性，延长汽车使用寿命，它还最直接地体 现了汽车外表面颜色、光泽和亮度质量的优劣，是人们对汽车质量最直观的评价，所以 它对汽车市场竞争力的有着最直接的影响。在此背景下，传统的手工喷涂已经无法满足 大多数整车厂车身涂装的要求，喷涂技术一步步的从手工喷涂、半自动喷枪喷涂发展到 了如今的机器人自动喷涂，只有采用机器人才能适应这种频繁变化的生产要求。机器人 的作用是控制喷枪，使之在喷涂过程中与喷涂表面保持正确的角度和恒定的距离。到目 前为止，喷涂机器人已成为国内市场上运用最多的工业机器人之一。[0003]喷涂机器人有如下优点[0004] 柔性大，工作范围大，可现实多品种车型的混线生产，如轿车、旅行车、皮 卡等车身混线生产；[0005] 轨迹灵活，可完成车身喷涂任务，仿形喷涂轨迹精确，提高了涂膜的均勻 性，降低过喷涂量和清洗溶剂的用量，提高材料的利用率，对环境保护也起到了一定的 作用；[0006] 易操作和维护，可离线编程，大大缩短现场调试时间，模块化的设计可实现 快速安装和更换元器件，极大地缩短维修时间；[0007] 设备利用率高，往复式自动喷涂机利用率一般仅为40%-60%，而喷涂机器 人的利用率可达90% -95%。[0008]喷涂机器人已成为汽车工业喷涂生产线和首选设备，然而由于我国工业机器人 技术的局限，自主研发的喷涂机器人往往存在精度不够，控制能力低下的缺点，目前我 国大多数汽车涂装生产线仍然在采用自动喷涂机设备，少数企业所采用的自动喷涂机器 人大部分都是来自国外的设备制造商，成套引进这些设备不仅价格昂贵，而且维护成本 高，一旦设备出现故障，维修周期较长，更甚者有可能在维修期间导致整条生产线的停 产，造成企业巨大的资源浪费和财产损失，因此实现自动静电涂装设备的国产化，提高 对喷涂机器人的研究水平，打破国外厂商的技术垄断成为当前亟需解决的问题，这对于 我国机器人产业以及汽车产业具有重大意义。[0009]另外通过调研发现，现已应用的传统喷涂机器人都是采用仿人手臂的串联机器 人，通过对运动轨迹的合理规划完成自动化喷涂作业。但由于我国制造业整体技术水平 的限制，至今未能对串联机器人的精度不高问题做出实质性的突破，串联式喷涂机器人的控制相对较复杂，此外国外相关专利还对其在我国的应用进行了种种束缚，所以发明 新型的喷涂作业机器人对我国的汽车工业而言是一个迫在眉睫的任务。[0010]而并联机器人是由多个支链构成的闭环机构，相对于传统的串联机器人具有以 下优点结构简单紧凑、刚度高、无误差积累、运动部件质量小、易于实现高速运动、 容易实现加工模块化、运动学简单、具有解耦或者部分解耦的特性，解耦运动对机构的 运动控制和轨迹规划都有一定意义。这些优点在一定程度上弥补了串联机构的不足。实用新型内容[0011]为了解决上述问题，本实用新型提出一种方便制造、易于控制的基于平面三自 由度并联机构和空间四自由度并联机构的模块化混联组合汽车喷涂机器人。该组合机器 人拥有并联机构的优点，更能适应汽车整车的喷涂作业任务，并可对不同形状和规格的 汽车整车进行喷涂作业。[0012]本实用新型提出一种基于三自由度和四自由度并联机构的混联组合汽车喷涂机 器人，其包括一个龙门机架和四个喷涂作业模块单元，所述喷涂作业模块单元分别由具 有四个支链的空间四自由度并联机器人和具有三个支链的平面三自由度并联机器人组合 构成，其中第一喷涂作业模块和第四喷涂作业模块结构相同，分别是对称安装在龙门机 架的两个立柱上的空间四自由度并联机器人；第二喷涂作业模块和第三喷涂作业模块结 构相同，分别是固接在各自的运动机架上的平面三自由度并联机器人，所述运动机架和 龙门机架的上横梁通过移动副连接后可以实现在上横梁导轨上往复水平移动，所述龙门 机架可在水平导轨上实现水平移动，通过将龙门机架的水平运动与所述喷涂作业模块单 元的运动相结合，可控制各个喷涂模块单元的雾化器喷头的位姿，从而完成对待喷涂汽 车的整车喷涂作业。[0013]根据本实用新型中所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中第二喷涂作业模块和 第三喷涂作业模块均是结构相同的三自由度五杆并联机构，其均包括运动机架、第一动 平台、以及连接运动机架和第一动平台之间的左支链、右支链、移动支链，所述的左支 链和右支链结构相同并用来控制安装第一雾化器喷嘴的第一动平台的位置，移动支链用 来控制安装第一雾化器喷嘴的第一动平台的姿态，其中左支链包括连杆I、连杆II、运动 副组I;右支链包括连杆III、连杆IV、运动副组II，运动副组I分别是连接于连杆I和运 动机架之间的转动副、连接于连杆I和连杆II之间的转动副、连接于连杆II和第一动平台 之间的转动副；运动副组II分别是连接连杆III和运动机架之间的转动副、连接于连杆III 和连杆IV之间的转动副、连接于连杆IV和第一动平台之间的转动副，运动副组I和运动 副组II中的转动副均同轴，左支链和右支链中连接运动机架与连杆之间的转动副分别是 被驱动的。[0014]根据本实用新型中所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中移动支链包括定滑 块、滑杆、滑块和运动副组III，运动副组III有三个运动副，分别是连接于滑杆和定滑块 之间的移动副、连接于滑杆和滑块之间的转动副、连接于滑块与第一动平台之间的移动 副，滑杆和定滑块之间的移动副是被驱动的。[0015]根据本实用新型中所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中移动支链可以只包括 定滑块、滑杆和运动副组III’，运动副组III’有两个运动副，分别为连接于滑杆和定滑块之间的移动副、连接于滑杆与第一动平台之间的转动副。[0016]根据本实用新型中所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中的第二喷涂作业模块 和第三喷涂作业模块是结构相同的平面三自由度并联机器人，均包括第三运动机架、第 三动平台、第一支链、第二支链、及第三支链，所述第一支链和第二支链具有相同的结 构，所述第一支链包括滑块I、第一连杆、运动副组IV;所述第二支链包括滑块II、第二 连杆、运动副组V，运动副组IV为连接于滑块I和第三运动机架之间的转动副、连接于 滑块I和第一连杆之间的移动副、连接于第一连杆和第三动平台之间的转动副；运动副组 V为连接于滑块II和第三运动机架之间的转动副、连接于滑块II和第二连杆之间的移动 副、连接于第二连杆和第三动平台之间的转动副，连接于第一连杆和第三动平台的转动 副与连接于第二连杆和第三动平台的转动副同轴，第一和第二支链中连接滑块与连杆之 间的移动副分别被驱动的。[0017]根据本实用新型中所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中所述第三支链包括第 三定滑块、第三滑杆、第三滑块和运动副组VI，运动副组VI有三个运动副，具体为连接 于第三滑杆和第三定滑块之间的移动副、连接于第三滑杆和第三滑块之间的转动副、连 接于第三滑块与第三动平台之间的移动副，其中连接于第三滑杆和第三定滑块之间的移 动副是被驱动的。[0018]根据本实用新型中所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中所述第三支链只包括 第三定滑块、第三滑杆和运动副组VI’，运动副组VI’有两个运动副，为连接于第三滑 杆和第三定滑块之间的移动副、连接于第三滑杆与第三动平台之间的转动副。[0019]根据本实用新型中所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中第一喷涂作业模块和 第四喷涂作业模块是结构完全相同的空间四自由度并联机构，均包括机架、第二动平 台、连接机架和第二动平台之间的四个支链转动左支链、转动右支链、移动上支链、 移动下支链，所述的转动左支链和转动右支链结构相同，其中转动左支链包括转动左连 杆、转动左滑块、转动左支架、第一运动副组；转动右支链包括转动右连杆、转动右滑 块、转动右支架、第二运动副组；所述的移动上支链和移动下支链结构相同，其中移动 上支链包括移动上连杆、移动上滑块、移动上支架、第三运动副组；移动下支链包括移 动下连杆、移动下滑块、移动下支架、第四运动副组，所述移动上支架和移动下支架固 接在机架上，所述移动上、下支链和转动左、右支链中的移动副分别被驱动，可控制安 装有第二雾化喷嘴的第二动平台实现两个移动自由度的位置和实现两个转动自由度的姿 态。[0020]根据本实用新型中所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中第一运动副组和第二 运动副组均由四个运动副组成，第三运动副组和第四运动副组均由三个运动副组成，第 一运动副组包括连接于机架和转动左支架之间的转动副、连接于转动左支架和转动左 滑块之间的转动副、连接于转动左滑块和转动左连杆之间的移动副、连接于转动左连杆 和第二动平台之间的球副；所述第二运动副组包括连接于机架和转动右支架之间的转 动副、连接于转动右支架和转动右滑块之间的转动副、连接于转动右滑块和转动右连杆 之间的移动副、连接于转动右连杆和第二动平台之间的球副；所述第三运动副组包括 连接于移动上支架和移动上滑块之间的转动副、连接于移动上滑块和移动上连杆之间的 移动副、连接于移动上连杆和第二动平台之间的球副；所述第四运动副组包括连接于移动下支架和移动下滑块之间的转动副、连接于移动下滑块和移动下连杆之间的移动 副、连接于移动下连杆和第二动平台之间的球副。[0021]本实用新型中提到的组合喷涂机器人有如下优点(1)结构对称，易于制造， 成本较低，更容易实现模块化加工；( 其速度快、灵活性好；( 相对于串联机构更容 易控制，喷涂精度易于保证；(4)工作空间大，在导轨上可实现大范围移动；(5)柔性程 度高，可适应不同汽车整车的喷涂作业环境，更可以根据需要增加喷涂作业单元模块。
[0022]图1为本实用新型整体构造结构的三维视图；[0023]图2为本实用新型第一、第四喷涂作业模块机构示意图；[0024]图3为本实用新型实施例1的第二、第三喷涂作业模块机构示意图；[0025]图4为本实用新型实施例2的第二、第三喷涂作业模块机构示意图。[0026]图1中，①-第一喷涂作业模块、②-第二喷涂作业模块、③-第三喷涂作业模 块、④-第四喷涂作业模块、15-底板、16-水平导轨、17-龙门机架、18-第三喷涂作业 模块运动滑架、19-上横梁导轨、110-第二喷涂作业模块运动滑架、111-待喷涂汽车、 112-水平导轨；[0027]图2中，21-移动下滑块、22-移动下支架、23-转动右滑块、24-转动右连杆、 25-移动下连杆、26-转动右支架、27-移动上支架、28-移动上连杆、29-移动上滑块、 210-转动左连杆、211-转动左支架、212-转动左滑块、213-第二动平台、214-第二雾化 喷嘴、215-机架；[0028]图3中，31-运动机架、32-连杆I、33-连杆II、34-滑杆、35-定滑块、36-滑 块、37-第一动平台、38-连杆IV、39-连杆III;[0029]图4中，41-第三运动机架、42-滑块I、43-第一连杆、44-第三滑杆、45-第 三定滑块、46-第三滑块、47-第三动平台、48-第二连杆、49-滑块II。
具体实施方式
[0030]本实用新型提出的模块化组合喷涂机器人，结合附图1-4及实施例详细说明如 下[0031]实施例1 [0032]如图1所示，本实用新型所述的可对汽车整车完成自动喷涂作业的组合喷涂机 器人，包括一个龙门机架17和四个喷涂作业模块单元。所述的喷涂作业模块分别是第一 喷涂作业模块①、第二喷涂作业模块②、第三喷涂作业模块③、第四喷涂作业模块④， 均是并联机器人。其中，第一喷涂作业模块①和第四喷涂作业模块④结构完全相同，分 别对称安装在龙门机架17的两个立柱上；所述的第二喷涂作业模块②和第三喷涂作业模 块③结构也完全相同，分别固接在第三喷涂作业模块运动滑块18和第二喷涂作业模块运 动滑块110上，运动滑块和龙门机架17的上横梁导轨19通过移动副连接，可以实现在上 横梁导轨19上的水平移动。该龙门机架17是移动的，可以在水平导轨16、112上实现 大范围的水平移动。通过将龙门机架17的水平运动与四个喷涂作业模块单元的运动相结 合，可控制各个喷涂模块单元的雾化喷头的位姿，完成对待喷涂汽车111的整车喷涂作7业。[0033]如图2所示，第一喷涂作业模块①和第四喷涂作业模块④结构完全相同，都是 空间四自由度并联机构，均包括机架215、第二动平台213、连接机架215和第二动平 台213之间的四个支链转动左支链、转动右支链、移动上支链、移动下支链，所述的 转动左支链和转动右支链结构相同，其中转动左支链包括转动左连杆210、转动左滑块 212、转动左支架211、第一运动副组；转动右支链包括转动右连杆对、转动右滑块23、 转动右支架26、第二运动副组；所述的移动上支链和移动下支链结构相同，其中移动上 支链包括移动上连杆观、移动上滑块四、移动上支架27、第三运动副组；移动下支链包 括移动下连杆25、移动下滑块21、移动下支架22、第四运动副组，所述移动上支架27和 移动下支架22固接在机架215上。由所述机架215、第二动平台213和转动左支链、转 动右支链、移动上支链和移动下支链一起，构成了空间平面四自由度并联机器人。所述 移动上、下支链和转动左、右支链中的移动副分别被驱动，可控制安装有第二雾化喷嘴 的第二动平台213实现两个移动自由度的位置和实现两个转动自由度的姿态。[0034]根据本实施例1中所述的四自由度并联机构，其中第一运动副组和第二运动副 组均由四个运动副组成，第三运动副组和第四运动副组均由三个运动副组成。其中第一 运动副组包括连接于机架215和转动左支架211之间的转动副、连接于转动左支架211 和转动左滑块212之间的转动副、连接于转动左滑块212和转动左连杆210之间的移动 副、连接于转动左连杆210和第二动平台213之间的球副；所述第二运动副组包括连 接于机架215和转动右支架沈之间的转动副、连接于转动右支架沈和转动右滑块23之 间的转动副、连接于转动右滑块23和转动右连杆M之间的移动副、连接于转动右连杆 M和第二动平台213之间的球副；所述第三运动副组包括连接于移动上支架27和移动 上滑块四之间的转动副、连接于移动上滑块四和移动上连杆观之间的移动副、连接于 移动上连杆观和第二动平台213之间的球副；所述第四运动副组包括连接于移动下支 架22和移动下滑块21之间的转动副、连接于移动下滑块21和移动下连杆25之间的移动 副、连接于移动下连杆25和第二动平台213之间的球副。[0035]根据本实施例1中的组合喷涂机器人，其中第二喷涂作业模块②和第三喷涂作 业模块③结构相同，均是三自由度五杆并联机构，分别通过各自的运动滑架18、110在 龙门机架的水平横梁导轨上19移动。如图3所示其均包括运动机架31、第一动平台 37、以及连接运动机架31和第一动平台37之间的左支链、右支链、和移动支链。所述 的左支链和右支链结构相同，用来控制安装第一雾化器喷嘴的第一动平台37的位置。其 中左支链包括连杆132、连杆II 33、运动副组I;右支链包括连杆III 39、连杆IV 38、运 动副组II;所述的移动支链用来控制安装第一雾化器喷嘴的第一动平台37的姿态，其包 括定滑块35、滑杆34、滑块36和运动副组III ；其中定滑块35与运动机架31是固定连 接的。[0036]根据本实用新型实施例1中所述的三自由度并联机构，所述的运动副组均由三 个运动副构成。其中运动副组I分别是连接于连杆132和运动机架31之间的转动副、连 接于连杆I 32和连杆II 33之间的转动副、连接于连杆II 33和第一动平台37之间的转动 副；运动副组II分别是连接连杆III 39和运动机架31之间的转动副、连接于连杆III 39和 连杆IV 38之间的转动副、连接于连杆IV 38和第一动平台37之间的转动副；以上所述的转动副均同轴，左支链和右支链中连接运动机架31与连杆之间的转动副是分别被驱动 的。运动副组III分别是连接于滑杆34和定滑块35之间的移动副、连接于滑杆34和滑 块36之间的转动副、连接于滑块36与第一动平台37之间的移动副，其中连接于滑杆34 和定滑块35之间的移动副是被驱动的。[0037]根据本实用新型，所述的三自由度并联机构中的移动支链也可以只包括定滑块 35、滑杆34和运动副组III’，其中定滑块35与运动机架31固定连接，运动副组III’ 为连接于滑杆34和定滑块35之间的移动副、连接于滑杆34与第一动平台37之间的转动 副，上述的转动副可以是被驱动的也可以是非驱动的。[0038]实施例2 [0039]如图4所示，根据本实用新型，在实施例2中，使用另一种平面三自由度并联机 构代替实施例1中平面五杆并联机构来作为组合喷涂机器人中的第二喷涂作业模块②和 第三喷涂作业模块③。其包括第三运动机架41、第三动平台37、第一支链、第二支链、 及第三支链。所述第一支链和第二支链具有相同的结构，并分别用于连接所述第三动平 台37和第三运动机架41，用以确定第三动平台37的位置，第三支链用于连接运动机架 41和第三动平台37，用以改变第三动平台37的姿态。所述第一支链包括滑块I 42、第 一连杆43、运动副组IV;所述第二支链包括滑块II 49、第二连杆48、运动副组V ；所述 第三支链包括第三定滑块45、第三滑杆44、第三滑块46和运动副组VI;其中第三定滑 块45与第三运动机架41是固定连接的。所述第一支链、第二支链和第三支链与第三动 平台37以及运动机架41连接形成一个平面闭环并联机构，该并联机构的三个支链或者第 一和二支链分别被驱动，能实现动平台的两个移动自由度和一个转动自由度。[0040]根据本实用新型中的平面并联机构，所述三个运动副组均由三个运动副组成， 运动副组IV为连接于滑块142和第三运动机架41之间的转动副、连接于滑块I 42和第一 连杆43之间的移动副、连接于第一连杆43和第三动平台37之间的转动副；运动副组V 为连接于滑块1149和第三运动机架41之间的转动副、连接于滑块II 49和第二连杆48之 间的移动副、连接于第二连杆48和第三动平台37之间的转动副；其中连接于第一连杆 43和第三动平台37的转动副与连接于第二连杆48和第三动平台37的转动副同轴，第一 和第二支链中连接滑块与连杆之间的移动副是被驱动的。运动副组VI为连接于第三滑杆 44和第三定滑块45之间的移动副、连接于第三滑杆44和第三滑块46之间的转动副、连 接于第三滑块46与第三动平台37之间的移动副，其中连接于第三滑杆44和第三定滑块 45之间的移动副是被驱动的。[0041]根据本实用新型中的平面并联机构，第三支链也可以只包括第三定滑块45、第 三滑杆44和运动副组VI’，其中第三定滑块45与第三运动机架41固定连接，运动副组 VI’为连接于第三滑杆44和第三定滑块45之间的移动副、连接于第三滑杆44与第三动 平台37之间的转动副，上述的转动副可以是被驱动的也可以是非驱动的。[0042]根据本实用新型中所述的组合喷涂机器人，其可用于完成不同汽车整车的自动 化喷涂作业。[0043]可以理解的是，本领域的技术人员可在不超出本实用新型的条件下，适当调整 喷涂作业模块的数量，并对整体结构进行显而易见的替换或修改，来适应不同形状和规 格的待喷涂汽车的喷涂作业环境。
权利要求1.一种基于三自由度和四自由度并联机构的混联组合汽车喷涂机器人，其包括一个 龙门机架和四个喷涂作业模块单元，所述喷涂作业模块单元分别由具有四个支链的空间 四自由度并联机器人和具有三个支链的平面三自由度并联机器人组合构成，其中第一喷 涂作业模块和第四喷涂作业模块结构相同，分别是对称安装在龙门机架的两个立柱上的 空间四自由度并联机器人；第二喷涂作业模块和第三喷涂作业模块结构相同，分别是固 接在各自的运动机架上的平面三自由度并联机器人，所述运动机架和龙门机架的上横梁 通过移动副连接后可以实现在上横梁导轨上往复水平移动，所述龙门机架可在水平导轨 上实现水平移动，通过将龙门机架的水平运动与所述喷涂作业模块单元的运动相结合， 可控制各个喷涂模块单元的雾化器喷头的位姿，从而完成对待喷涂汽车的整车喷涂作 业。
2.根据权利要求1所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中第二喷涂作业模块和第三喷 涂作业模块均是结构相同的三自由度五杆并联机构，其均包括运动机架、第一动平台、 以及连接运动机架和第一动平台之间的左支链、右支链、移动支链，所述的左支链和右 支链结构相同并用来控制安装第一雾化器喷嘴的第一动平台的位置，移动支链用来控制 安装第一雾化器喷嘴的第一动平台的姿态，其中左支链包括连杆I、连杆II、运动副组I; 右支链包括连杆III、连杆IV、运动副组II，运动副组I分别是连接于连杆I和运动机架之 间的转动副、连接于连杆I和连杆II之间的转动副、连接于连杆II和第一动平台之间的转 动副；运动副组II分别是连接连杆III和运动机架之间的转动副、连接于连杆III和连杆 IV之间的转动副、连接于连杆IV和第一动平台之间的转动副，运动副组I和运动副组II 中的转动副均同轴，左支链和右支链中连接运动机架与连杆之间的转动副分别是被驱动 的。
3.根据权利要求2所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中移动支链包括定滑块、滑 杆、滑块和运动副组III，运动副组III有三个运动副，分别是连接于滑杆和定滑块之间的 移动副、连接于滑杆和滑块之间的转动副、连接于滑块与第一动平台之间的移动副，滑 杆和定滑块之间的移动副是被驱动的。
4.根据权利要求2所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中移动支链可以只包括定滑 块、滑杆和运动副组III’，运动副组III’有两个运动副，分别为连接于滑杆和定滑块之 间的移动副、连接于滑杆与第一动平台之间的转动副。
5.根据权利要求1所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中的第二喷涂作业模块和第三 喷涂作业模块是结构相同的平面三自由度并联机器人，均包括第三运动机架、第三动平 台、第一支链、第二支链、及第三支链，所述第一支链和第二支链具有相同的结构，所 述第一支链包括滑块I、第一连杆、运动副组IV;所述第二支链包括滑块II、第二连杆、 运动副组V，运动副组IV为连接于滑块I和第三运动机架之间的转动副、连接于滑块I和 第一连杆之间的移动副、连接于第一连杆和第三动平台之间的转动副；运动副组V为连 接于滑块II和第三运动机架之间的转动副、连接于滑块II和第二连杆之间的移动副、连 接于第二连杆和第三动平台之间的转动副，连接于第一连杆和第三动平台的转动副与连 接于第二连杆和第三动平台的转动副同轴，第一和第二支链中连接滑块与连杆之间的移 动副分别被驱动的。
6.根据权利要求5所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中所述第三支链包括第三定滑块、第三滑杆、第三滑块和运动副组VI，运动副组VI有三个运动副，具体为连接于第三 滑杆和第三定滑块之间的移动副、连接于第三滑杆和第三滑块之间的转动副、连接于第 三滑块与第三动平台之间的移动副，其中连接于第三滑杆和第三定滑块之间的移动副是 被驱动的。
7.根据权利要求5所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中所述第三支链只包括第三定 滑块、第三滑杆和运动副组VI’，运动副组VI’有两个运动副，为连接于第三滑杆和第 三定滑块之间的移动副、连接于第三滑杆与第三动平台之间的转动副。
8.根据权利要求1-7之一所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中第一喷涂作业模块 和第四喷涂作业模块是结构完全相同的空间四自由度并联机构，均包括机架、第二动平 台、连接机架和第二动平台之间的四个支链转动左支链、转动右支链、移动上支链、 移动下支链，所述的转动左支链和转动右支链结构相同，其中转动左支链包括转动左连 杆、转动左滑块、转动左支架、第一运动副组；转动右支链包括转动右连杆、转动右滑 块、转动右支架、第二运动副组；所述的移动上支链和移动下支链结构相同，其中移动 上支链包括移动上连杆、移动上滑块、移动上支架、第三运动副组；移动下支链包括移 动下连杆、移动下滑块、移动下支架、第四运动副组，所述移动上支架和移动下支架固 接在机架上，所述移动上、下支链和转动左、右支链中的移动副分别被驱动，可控制安 装有第二雾化喷嘴的第二动平台实现两个移动自由度的位置和实现两个转动自由度的姿 态。
9.根据权利要求8所述的混联组合汽车喷涂机器人，其中第一运动副组和第二运动副 组均由四个运动副组成，第三运动副组和第四运动副组均由三个运动副组成，第一运动 副组包括连接于机架和转动左支架之间的转动副、连接于转动左支架和转动左滑块之 间的转动副、连接于转动左滑块和转动左连杆之间的移动副、连接于转动左连杆和第二 动平台之间的球副；所述第二运动副组包括连接于机架和转动右支架之间的转动副、 连接于转动右支架和转动右滑块之间的转动副、连接于转动右滑块和转动右连杆之间的 移动副、连接于转动右连杆和第二动平台之间的球副；所述第三运动副组包括连接 于移动上支架和移动上滑块之间的转动副、连接于移动上滑块和移动上连杆之间的移动 副、连接于移动上连杆和第二动平台之间的球副；所述第四运动副组包括连接于移动 下支架和移动下滑块之间的转动副、连接于移动下滑块和移动下连杆之间的移动副、连 接于移动下连杆和第二动平台之间的球副。
专利摘要本实用新型涉及一种基于三自由度和四自由度并联机构的混联组合汽车喷涂机器人，其包括一个龙门机架和四个喷涂作业模块单元，所述喷涂作业模块单元分别由具有四个支链的空间四自由度并联机器人和具有三个支链的平面三自由度并联机器人组合构成，其中第一喷涂作业模块和第四喷涂作业模块结构相同，分别是对称安装在龙门机架的两个立柱上的空间四自由度并联机器人；第二喷涂作业模块和第三喷涂作业模块结构相同，分别是固接在各自的运动机架上的平面三自由度并联机器人，所述运动机架和龙门机架的上横梁通过移动副连接后可以实现在上横梁导轨上往复水平移动，所述龙门机架可在水平导轨上实现水平移动，通过将龙门机架的水平运动与所述喷涂作业模块单元的运动相结合，可控制各个喷涂模块单元的雾化器喷头的位姿，从而完成对待喷涂汽车的整车喷涂作业。该混联组合汽车喷涂机器人的结构对称，灵活性好、精度和刚度高，易于制造，方便控制，容易实现模块化，柔性程度高，可根据需要增减喷涂模块，可对不同汽车整车进行喷涂作业。
文档编号B05B13/00GK201807493SQ201020569030
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者仇洪根, 刘辛军, 王立平 申请人:江苏长虹涂装机械有限公司