专利名称：空间八活动度喷涂机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷涂机器人领域，特别是空间八活动度喷涂机器人。
背景技术：
喷涂机器人是一种是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人，能减轻工作人员的劳动强度，防止化学涂料的伤害，广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。 传统开链式串联机器人机构因其自身结构的限制，存在着机构笨重、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题，动力学性能较差，难以满足日益严格的高速高精度作业要求。并联机器人机构是一种动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的闭环机构，具有结构紧凑、误差累计小、精度高、作业速度高、动态响应好等优点，但也存在工作空间较小、动作不够灵活等缺点。
发明内容本发明的目的在于提供空间八活动度喷涂机器人，能有效解决传统开链式串联机器人机构的重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积，以及并联机器人机构工作空间较小、动作不够灵活等的各自问题，特别适用于需要第一连杆和第二连杆均实现三维转动，动平台实现二维转动输出的喷涂作业场合。本发明通过以下技术方案达到上述目的空间八活动度喷涂机器人，包括第一连杆、第二连杆、动平台、第一直线驱动器、第二直线驱动器、第三直线驱动器、第四直线驱动器、第五直线驱动器、第六直线驱动器、第七直线驱动器、第八直线驱动器和机架。所述第一连杆一端通过第一球面副连接到机架上，第一连杆另一端通过第二球面副连接到第二连杆上，第二连杆另一端通过第一虎克铰连接到动平台上，第一直线驱动器一端通过第三球面副连接到机架上，第一直线驱动器另一端通过第四球面副连接到第一连杆上，第二直线驱动器一端通过第五球面副连接到机架上，第二直线驱动器另一端通过第六球面副连接到第一连杆上，第三直线驱动器一端通过第七球面副连接到机架上，第三直线驱动器另一端通过第八球面副连接到第一连杆上，第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器作为主动件可单独驱动第一连杆运动，也可以组合的方式联合驱动第一连杆运动，实现第一连杆的三维转动。第四直线驱动器一端通过第九球面副连接到第一连杆上，第四直线驱动器另一端通过第十球面副连接到第二连杆上，第五直线驱动器一端通过第十一球面副连接到第一连杆上，第五直线驱动器另一端通过第十二球面副连接到第二连杆上，第六直线驱动器一端通过第十三球面副连接到第一连杆上，第六直线驱动器另一端通过第十四球面副连接到第二连杆上，第四直线驱动器、第五直线驱动器和第六直线驱动器作为主动件可单独驱动第二连杆运动，也可以组合的方式联合驱动第二连杆运动，实现第二连杆的三维转动。第七直线驱动器一端通过第十五球面副连接到第二连杆上，第七直线驱动器另一端通过第十六球面副连接到动平台上，第八直线驱动器一端通过第十七球面副连接到第二连杆上，第八直线驱动器另一端通过第十八球面副连接到动平台上，动平台上带有法兰盘，法兰盘上可安装喷头等末端执行装置。第七直线驱动器和第八直线驱动器作为主动件可单独驱动动平台运动，也可以组合的方式联合驱动动平台运动，实现动平台的二维转动。本发明的突出优点在于I、机构输出轨迹灵活、精确，柔性大、工作空间大，易于操作和维护，提高工作效率和材料利用率，对环境保护起到较好作用。2、本发明机构结构简单，成本低廉，特别适用于需要第一连杆和第二连杆均实现三维转动，动平台实现二维转动输出的喷涂作业场合。3、通过在动平台法兰盘上安装不同用途的末端执行器，本发明还可应用于搬运、焊接、排障、消防等领域。
图I为本发明所述空间八活动度喷涂机器人的结构示意图。图2为本发明所述空间八活动度喷涂机器人的第一种工作状态示意图。图3为本发明所述空间八活动度喷涂机器人的第二种工作状态示意图。图4为本发明所述空间八活动度喷涂机器人的第三种工作状态示意图。图5为本发明所述空间八活动度喷涂机器人的第四种工作状态示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明。对照图1、2、3、4和5，所述空间八活动度喷涂机器人由第一连杆27、第二连杆20、动平台15、第一直线驱动器4、第二直线驱动器5、第三直线驱动器30、第四直线驱动器9、第五直线驱动器24、第六直线驱动器25、第七直线驱动器12、第八直线驱动器18和机架I组成。对照图1，所述第一连杆27 —端通过第一球面副32连接到机架I上，第一连杆27另一端通过第二球面副21连接到第二连杆20上，第二连杆20另一端通过第一虎克铰13连接到动平台15上，第一直线驱动器4 一端通过第三球面副2连接到机架I上，第一直线驱动器4另一端通过第四球面副29连接到第一连杆27上，第二直线驱动器5 —端通过第五球面副3连接到机架I上，第二直线驱动器5另一端通过第六球面副6连接到第一连杆27上，第三直线驱动器30 —端通过第七球面副31连接到机架I上，第三直线驱动器30另一端通过第八球面副28连接到第一连杆27上，第一直线驱动器4、第二直线驱动器5和第三直线驱动器30作为主动件可单独驱动第一连杆27运动，也可以组合的方式联合驱动第一连杆27运动，实现第一连杆27的三维转动。第四直线驱动器9 一端通过第九球面副8连接到第一连杆27上，第四直线驱动器9另一端通过第十球面副10连接到第二连杆20上，第五直线驱动器24 —端通过第i^一球面副26连接到第一连杆27上，第五直线驱动器24另一端通过第十二球面副23连接到第二连杆20上，第六直线驱动器25 —端通过第十三球面副7连接到第一连杆27上，第六直线驱动器25另一端通过第十四球面副22连接到第二连杆20上，第四直线驱动器9、第五直线驱动器24和第六直线驱动器25作为主动件可单独驱动第二连杆20运动，也可以组合的方式联合驱动第二连杆20运动，实现第二连杆20的三维转动。第七直线驱动器12 —端通过第十五球面副11连接到第二连杆20上，第七直线驱动器12另一端通过第十六球面副14连接到动平台15上，第八直线驱动器18 —端通过第十七球面副19连接到第二连杆20上，第八直线驱动器18另一端通过第十八球面副17连接到动平台15上，动平台15上带有法兰盘16，法兰盘16上可安装喷头等末端执行装置。第七直线驱动器12和第八直线驱动器18作为主动件可单独驱动动平台15运动，也可以组合的方式联合驱动动平台15运动，实现动平台15的二维转动。对照图2，所述空间八活动度喷涂机器人在第一直线驱动器4、第二直线驱动器5、第三直线驱动器30、第四直线驱动器9、第五直线驱动器24、第六直线驱动器25、第七直线 驱动器12、第八直线驱动器18的联合驱动下实现前方高处喷涂的工作状态示意图。对照图3，所述空间八活动度喷涂机器人在第一直线驱动器4、第二直线驱动器5、第三直线驱动器30、第四直线驱动器9、第五直线驱动器24、第六直线驱动器25、第七直线驱动器12、第八直线驱动器18的联合驱动下实现前方低处喷涂的工作状态示意图。对照图4，所述空间八活动度喷涂机器人在第一直线驱动器4、第二直线驱动器5、第三直线驱动器30、第四直线驱动器9、第五直线驱动器24、第六直线驱动器25、第七直线驱动器12、第八直线驱动器18的联合驱动下实现右侧喷涂的工作状态示意图。对照图5，所述空间八活动度喷涂机器人在第一直线驱动器4、第二直线驱动器5、第三直线驱动器30、第四直线驱动器9、第五直线驱动器24、第六直线驱动器25、第七直线驱动器12、第八直线驱动器18的联合驱动下实现左侧喷涂的工作状态示意图。
权利要求1.空间八活动度喷涂机器人，包括第一连杆、第二连杆、动平台、第一直线驱动器、第二直线驱动器、第三直线驱动器、第四直线驱动器、第五直线驱动器、第六直线驱动器、第七直线驱动器、第八直线驱动器和机架，其结构和连接方式为 所述第一连杆一端通过第一球面副连接到机架上，第一连杆另一端通过第二球面副连接到第二连杆上，第二连杆另一端通过第一虎克铰连接到动平台上，第一直线驱动器一端通过第三球面副连接到机架上，第一直线驱动器另一端通过第四球面副连接到第一连杆上，第二直线驱动器一端通过第五球面副连接到机架上，第二直线驱动器另一端通过第六球面副连接到第一连杆上，第三直线驱动器一端通过第七球面副连接到机架上，第三直线驱动器另一端通过第八球面副连接到第一连杆上，第四直线驱动器一端通过第九球面副连接到第一连杆上，第四直线驱动器另一端通过第十球面副连接到第二连杆上，第五直线驱动器一端通过第十一球面副连接到第一连杆上，第五直线驱动器另一端通过第十二球面副连接到第二连杆上，第六直线驱动器一端通过第十三球面副连接到第一连杆上，第六直线驱动器另一端通过第十四球面副连接到第二连杆上，第七直线驱动器一端通过第十五球面副连接到第二连杆上，第七直线驱动器另一端通过第十六球面副连接到动平台上，第八直 线驱动器一端通过第十七球面副连接到第二连杆上，第八直线驱动器另一端通过第十八球面副连接到动平台上。
专利摘要本实用新型涉及一种空间八活动度喷涂机器人，包括第一连杆、第二连杆、动平台、八个直线驱动器和机架。第一连杆一端通过第一球面副连接到机架上，第一连杆另一端通过第二球面副连接到第二连杆上，第二连杆另一端通过第一虎克铰连接到动平台上，整个机器人由上述八个直线驱动器联合驱动可实现空间八活动度的运动输出。此种喷涂机器人输出轨迹灵活、精确，柔性大、工作空间大，易于操作和维护，特别适用于需要第一连杆和第二连杆均实现三维转动，动平台实现二维转动输出的喷涂作业场合。
文档编号B05B15/10GK202377141SQ20112055604
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者张 林, 张金玲, 李小清, 潘宇晨, 王建亮, 王红州, 蔡敢为, 邓培, 黄院星 申请人:广西大学