专利名称：一种多杆机构汽车涂装输送机的制作方法
技术领域：
本发明属于机械制造及交通运输领域，具体涉及一种多杆机构汽车涂装输送装置。
背景技术：
汽车制造由冲压、焊装、涂装、总装四大工艺组成，涂装工艺涉及机械、电气、化工、 环保等诸多科技技术，占四大工艺投资额40%以上，是汽车制造业的关键工艺。输送系统贯穿于现代化汽车涂装生产线的全过程，是涂装生产线的动脉。前处理、电泳是车身在涂装车间的一道重要的表面预处理工序，前处理、电泳输送设备的性能好坏直接影响着车身的表面预处理质量。目前，大批量连续生产时所采用的输送系统主要有传统的悬挂式输送系统和摆杆链输送机，以及国际最先进的RoDip输送机和多功能穿梭机(中国发明专利03800255. 8) 等。传统的悬挂式输送系统，槽子上方的链条和接油盘会有冷凝水滴落到车身和槽子中造成污染，所采用的门式吊具，因车身上方有吊具的横梁，其水滴也会落到车身上造成污染； 悬链的最大出、入槽角度一般只有30°，槽体积大、设备长、涂装线占地面积大，顶盖及空腔结构内的空气排不尽，使这些部位磷化、电泳涂装效果不好；由于链条轨迹的固定模式，无法实现对不同工艺的优化处理。摆杆链输送机浸槽的长度较短，不必在车身上方设置防尘接油盘；解决了吊具横梁和悬链滴水污染车身的问题，但无法根除车顶气包。国际最先进的RoDip输送机和多功能穿梭机，改变吊挂和输送方式，车身在前进的同时可以进行纵向倾斜，解决了内腔气泡问题，提高了车体前处理和电泳表面处理的质量，但是其结构较为复杂，占地面积大，设备投资及运行、维护费用高。此外，由于RoDip输送机和多功能穿梭机是悬臂结构，悬臂梁很难承受较重载荷，因此只适合于小型轿车的电泳涂装导致输送机柔性化水平不高。例如，为了对大、重型汽车车身进行涂装，需要同时使用两台多功能穿梭机 (参考中国发明专利2004100031M. 2)，这就导致控制复杂，效率低，费用高。另外，由于这种悬臂梁结构输送机在输送的过程中，车身在翻转的过程中，车身在翻转的同时必然在行走方向有位移，这是其机构结构的先天性缺陷，这种缺陷虽然使传统的船形槽变为矩形槽， 但是其占地面积也较大。电泳涂装设备是投资较大、技术要求较高、结构较复杂的涂装设备在电泳涂装工艺中，如何通过改变车体的输送方式和改变车体在槽液中的姿势，使车体100%表面都能涂装上漆，一直是一个难题。主要是空腔上部的空气在浸没时排不尽，形成“空气包”，涂不上漆。采用一般悬挂式输送装置，达不到完全涂装效果。目前，国际领先水平的RoDip输送和多功能穿梭机输送，基本上解决了空气包问题。因此，在未来很长一段时间内，这种可以根据不同的车型主动优化不同的浸入角度、翻转方式和行进速度，增加了输送机的应用灵活性的先进输送方式及输送设备，将在电泳涂装设备中占据主导地位。但是，目前先进的电泳涂装输送机，尤其是RoDip输送机和多功能穿梭机结构复杂、制造安装工艺要求高，其悬臂梁结构使单机不适合于大、重型汽车车身的涂装输送，开发结构简单、车型适用性广、柔性化水平高、刚度高和环保型的电泳涂装输送设备势在必行。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题，以适应汽车涂装生产线对输送机柔性化、 环保化和自动化水平的更高需求，把平面多杆机构运动原理与电泳工艺相结合，发明一种新型的汽车涂装输送机。根据本发明的汽车涂装输送机，该输送机包括行走机构和平移升降翻转机构两个功能部分，所述行走机构通过行走轮与导轨配合实现运输机的行走功能，所述平移升降翻转机构由一对或多对结构相同的平面多杆机构构成，所述的每对平面多杆机构通过连接杆相连并包括结构完全相同的第一平面多杆机构和第二平面多杆机构，所述第一平面多杆机构和第二平面多杆机构分别包括三个分支，第一分支与第二分支通过转动副相连，第三分支以第二分支为机架，与连接杆固定的车体固定架用于安放车体，利用驱动器对所述平面多杆机构的三个分支分别进行驱动能完成被输送车体的平移、升降和/或翻转运动，利用行走机构的运动与平移升降翻转机构的运动相结合，驱动车身实现进退运动、升降运动和倾斜、翻转运动的单独运动或复合运动。根据本发明的汽车涂装输送机，其中所述的第一分支包括第一驱动器、第一减速器、第一导轨、第一丝杠、第一螺母、第一转动副和第一丝杠座，第一驱动器固装于第一减速器上，第一导轨、第一丝杠座与第一减速器之间相互固定，第一丝杠的一端由第一驱动器经第一减速器驱动，同时第一丝杠的另一端支撑于第一丝杠座上，第一螺母通过第一转动副安装在行走机构的底座上，第一螺母与第一丝杠构成螺旋副，同时第一螺母与第一导轨构成平移副；第二分支包括第二驱动器、第二减速器、第二导轨、第二丝杠、第二螺母、第二转动副和第二丝杠座，第二驱动器固装于第二减速器上，第二导轨、第二丝杠座与第二减速器之间相互固定，第二丝杠的一端由第二驱动器经第二减速器驱动，同时第二丝杠的另一端支撑于第二丝杠座上，第二螺母通过第二转动副安装在行走机构的底座上，第二螺母与第二丝杠构成螺旋副，同时第二螺母与第二导轨构成平移副；上述第一、第二分支通过第三转动副相连。根据本发明的汽车涂装输送机，其中所述的第三分支包括第三驱动器、主动轮、 传动带、从动轮，第三驱动器固定安装在第二减速器上，主动轮通过转动副安装在第二减速器上，从动轮通过转动副安装在第二丝杠座上，由第三驱动器所驱动的主动轮通过传动带带动从动轮转动。根据本发明的汽车涂装输送机，其中通过使第一转动副、第二转动副与第三转动副间的各自相对距离同步变化，使车体下降或上升；通过使第一转动副、第二转动副与第三转动副间的各自相对距离不同步变化，使车体产生平移、升降或者二者的复合运动；通过第三驱动器驱动主动轮并通过传动带带动从动轮转动，实现与固定架固定在一起的车体的倾斜与翻转。根据本发明的汽车涂装输送机，其中所述的第一分支包括第一驱动器、第一套筒、 第一伸缩杆与第一杆座，第一套筒通过第一转动副安装在行走机构的底座上，第一驱动器固定安装在第一套筒上，第一伸缩杆与第一套筒构成移动副，第一杆座安装在第一伸缩杆上；第二分支包括第二驱动器、第二套筒、第二伸缩杆与第二杆座，第二套筒通过第二转动
5副安装在行走机构的底座上，第二驱动器固定安装在第二套筒上，第二伸缩杆与第二套筒构成移动副，第二杆座固定在第二伸缩杆上，第一分支与第二分支通过第三转动副相连。根据本发明的汽车涂装输送机，第三分支包括第三驱动器、主动轮、传动带、从动轮，第三驱动器固定安装在第二减速器上，主动轮通过转动副安装在第二减速器上，从动轮通过转动副安装在第二丝杠座上，由第三驱动器所驱动的主动轮通过传动带带动从动轮转动。根据本发明的汽车涂装输送机，其中通过使第一套筒、第二套筒与第三转动副之间的各自相对距离同步变化，使车体下降或上升；通过使第一套筒、第二套筒与第三转动副之间的各自相对距离不同步变化，使车体产生平移、升降或者二者的复合运动；通过第三驱动器驱动主动轮并通过传动带带动从动轮转动，实现与固定架固定在一起的车体的倾斜与翻转。根据本发明的汽车涂装输送机，其用于汽车车身电泳涂装生产线的输送。本发明的有益效果在于其具有结构简单、制造安装维修方便，可实现无人值守智能化控制的优点；改变了现有涂装输送技术，其输送对象可以垂直入槽，船形槽改为矩形槽，节省了涂装线的占地面积，降低了漆液的成本；其结构合理、投资省、运行费用低，可实现对车体的进退、翻转、升降和前后倾斜及其复合运动，有效地保证了车体的前处理及电泳表面处理的质量；由于采用了多组平面多杆机构，增加了输送机的承载能力，使其能够适用于不同车型和大小车身的输送，增加了输送机的柔性；由于平移升降翻转机构能实现提前入槽，推迟出槽，从而进一步减少了电泳槽长度，节省了电泳液，是汽车涂装生产线上的环保型输送机。
图1为本发明第一实施例的结构示意图。图2为本发明第一实施例的工作示意图。图3为本发明第二实施例的结构示意图。图中1-第一驱动器、2-第一减速器、3-第一导轨、4-第一丝杠、5-第一螺母、 6-第一转动副、7-第一丝杠座，8-第二驱动器、9-第二减速器、10-第二导轨、11-第二丝杠、12-第二螺母、13-第二转动副、14-第二丝杠座、15-第三转动副、16-第三驱动器、 17-主动轮、18-传动带、19-从动轮、20-连接杆、21-行走驱动器、22-导向轮、23、24_行走轮、25-底座、26-导轨；101-车体、102-车体固定架；201-第一驱动器、202-第一套筒、 203-第一伸缩杆、204-第一杆座、205-第二驱动器、206-第二套筒、207-第二伸缩杆、 208-第二杆座、209-第三驱动器。
具体实施例方式本发明的汽车涂装输送机结合附图及实施例详细说明如下本发明的技术方案通过两个汽车涂装输送机的实施例进行例证，在本发明图1所示的第一实施例中，本发明所述的输送机包括行走机构、第一平面多杆机构和第二平面多杆机构，其中第一和第二平面多杆机构在结构上是完全相同的，并通过连接杆20相连。所述的行走机构分为左行走机构和右行走机构，左、右行走机构机构上完全对称。其中右行走机构包括底座25和行走驱动器21，行走轮23、24，导向轮22 ；装有行走轮23、24的底座25 上设有行走驱动器21，通过行走轮23J4与导轨沈配合，以及导向轮22在导轨沈上的导向实现行走运动。所述的每个平面多杆机构包括三个分支，以第一平面多杆机构为例进行解释说明。第一分支包括第一驱动器1、第一减速器2、第一导轨3、第一丝杠4、第一螺母 5、第一转动副6和第一丝杠座7 ；第一驱动器1固装于第一减速器2上，第一导轨3、第一丝杠座7与第一减速器2之间相互固定，第一丝杠4的一端由第一驱动器1经第一减速器 2驱动，同时第一丝杠4的另一端支承于第一丝杠座7上，第一螺母5通过第一转动副6安装在行走机构的底座上，第一螺母5与第一丝杠4构成螺旋副，同时第一螺母5与第一导轨 3构成平移副；第二分支包括第二驱动器8、第二减速器9、第二导轨10、第二丝杠11、第二螺母12、第二转动副13和第二丝杠座W ；第二驱动器8固装于第二减速器9上，第二导轨 10、第二丝杠座14与第二减速器9之间相互固定，第二丝杠11的一端由第二驱动器8经第二减速器9驱动，同时第二丝杠11的另一端支撑于第二丝杠座14上，第二螺母12通过第二转动副13安装在行走机构的底座上，第二螺母12与第二丝杠11构成螺旋副，同时第二螺母12与第二导轨10构成平移副；上述第一、二分支通过第三转动副15相连。第三个分支包括第三驱动器16、主动轮17、传动带18、从动轮19 ；第三驱动器16固定安装在第二减速器9上，主动轮17通过转动副安装在第二减速器9上，从动轮19通过转动副安装在第二丝杠座14上，由第三驱动器16所驱动的主动轮17通过传动带18带动从动轮19转动。从动轮19与连接杆20固定安装连接杆20与图2中的汽车固定架102固定安装，车体101通过夹具固定在车体固定架102上。上述第三分支可以以第一分支或者第二分支为机架，驱动器可以通过减速器对机构进行驱动或者直接驱动，所用的传动带可以是皮带、同步带、链传动等方式。导轨可以采用圆柱导轨，直线导轨等形式。从动轮与连接杆20固定安装连接杆20与图2中的汽车固定架102固定安装，车体101通过夹具固定在车体固定架102上。参照图2，运输机工作时，将待处理的车体101通过夹具固定于车体固定架102的上方。行走机构由行走驱动器21的驱动而前行。两个平面多杆机构的第一分支中第一驱动器1驱动第一丝杠4转动，通过螺旋副的传动以及平移副的约束改变第一转动副6与第三转动副15间的距离；第二分支中第二驱动器8驱动第二丝杠11转动，通过螺旋副的传动以及平移副的约束改变第二转动副13与第三转动副15之间的距离；第三分支中第三驱动器16通过驱动主动轮17并通过传动带18带动从动轮19转动，从而改变第二丝杠座14与连接杆20间的角度。当第一转动副6与第三转动副15间的相对距离，以及第二转动副13 与第三转动副15间的相对距离同步变化(同步增加或同时减少)时，将驱动车体下降或上升；当第一转动副6与第三转动副15间的相对距离，以及第二转动副13与第三转动副15 间的相对距离不同步变化(不同步增加或同时减少)时，车体将产生平移、升降或者二者的复合运动；车体的倾斜与翻转通过第三驱动器16驱动。通过第一驱动器1，第二驱动器8以及第三驱动器16的驱动，车体将做平移、倾斜、翻转和升降以及上述各种运动的复合运动。在本发明的第二实施例中，图3所示的平面多杆机构的第一分支与第二分支结构发生改变。第一分支包括第一驱动器201，第一套筒202，第一伸缩杆203与第一杆座204 ； 第一套筒202通过第一转动副安装在行走机构的底座上，第一驱动器201固定安装在第一套筒202上，第一伸缩杆203与第一套筒202构成移动副，第一杆座204安装在第一伸缩杆203上。第二分支包括第二驱动器205，第二套筒206，第二伸缩杆207与第二杆座208 ； 第二套筒206通过第二转动副安装在行走机构的底座上，第二驱动器固定安装在第二套筒 206上，第二伸缩杆207与第二套筒206构成移动副，第二杆座208固定在第二伸缩杆207 上。第一分支与第二分支通过第三转动副相连。第三分支的第三驱动器209安装在第一杆座204上，第三分支的传动装置内置与第一杆座204内部。连接杆通过转动副与第一杆座相连，通过第三驱动器209的驱动以及第一杆座204内部的传动装置驱动。其余部分的结构与第一实施例中相同。类似地，第一分支与第二分支中的伸缩杆可以通过滚珠丝杠座、螺旋副、液压驱动、气动等多种方式驱动，第三驱动器可以以第一分支或者第二分支作为机架，第三分支的传动装置可以为皮带传动、同步带传动、链传动、齿轮传动等多种方式。与第一实施例不同之处在于，在工作过程中，第一转动副与第三转动副间的距离， 以及第二转动副与第三转动副间的距离改变通过伸缩杆实现。同样的，通过使第一套筒、第二套筒与第三转动副之间的各自相对距离同步变化(同步的增加或减少)，使车体下降或上升；通过使第一套筒、第二套筒与第三转动副之间的各自相对距离不同步变化(不同步的增加或减少)，使车体产生平移、升降或者二者的复合运动；通过第三驱动器驱动主动轮并通过传动带带动从动轮转动，实现与固定架固定在一起的车体的倾斜与翻转。在实际操作中，利用本发明所述的汽车涂装输送机对车体在电泳涂装生产线上进行输送。本发明以两个平面多杆机构为例进行了说明，但是可以理解，本领域的技术人员在不超出本发明范围的情况下，可对平面多杆机构进行倒置，并可对成对的平面多杆机构的数目(大于等于1的正整数)按照要求进行调整，并对整体结构进行显而易见的替换或修改。
权利要求
1.一种多杆机构汽车涂装输送机，其特征在于，该输送机包括行走机构和平移升降翻转机构两个功能部分，所述行走机构通过行走轮与导轨配合实现运输机的行走功能，所述平移升降翻转机构由一对或多对结构相同的平面多杆机构构成，所述的每对平面多杆机构通过连接杆相连并包括结构完全相同的第一平面多杆机构和第二平面多杆机构，所述第一平面多杆机构和第二平面多杆机构分别包括三个分支，第一分支与第二分支通过转动副相连，第三分支以第二分支为机架，与连接杆固定的车体固定架用于安放车体，利用驱动器对所述平面多杆机构的三个分支分别进行驱动，能完成被输送车体的平移、升降和/或翻转运动，利用行走机构的运动与平移升降翻转机构的运动相结合，驱动车身实现进退运动、升降运动和倾斜、翻转运动的单独运动或复合运动。
2.根据权利要求1所述的汽车涂装输送机，其中所述的第一分支包括第一驱动器、 第一减速器、第一导轨、第一丝杠、第一螺母、第一转动副和第一丝杠座，第一驱动器固装于第一减速器上，第一导轨、第一丝杠座与第一减速器之间相互固定，第一丝杠的一端由第一驱动器经第一减速器驱动，同时第一丝杠的另一端支撑于第一丝杠座上，第一螺母通过第一转动副安装在行走机构的底座上，第一螺母与第一丝杠构成螺旋副，同时第一螺母与第一导轨构成平移副；第二分支包括第二驱动器、第二减速器、第二导轨、第二丝杠、第二螺母、第二转动副和第二丝杠座，第二驱动器固装于第二减速器上，第二导轨、第二丝杠座与第二减速器之间相互固定，第二丝杠的一端由第二驱动器经第二减速器驱动，同时第二丝杠的另一端支撑于第二丝杠座上，第二螺母通过第二转动副安装在行走机构的底座上，第二螺母与第二丝杠构成螺旋副，同时第二螺母与第二导轨构成平移副；上述第一、第二分支通过第三转动副相连。
3.根据权利要求2所述的汽车涂装输送机，其中所述的第三分支包括第三驱动器、主动轮、传动带、从动轮，第三驱动器固定安装在第二减速器上，主动轮通过转动副安装在第二减速器上，从动轮通过转动副安装在第二丝杠座上，由第三驱动器所驱动的主动轮通过传动带带动从动轮转动。
4.根据权利要求3所述的汽车涂装输送机，其中通过使第一转动副、第二转动副与第三转动副间的各自相对距离同步变化，使车体下降或上升；通过使第一转动副、第二转动副与第三转动副间的各自相对距离不同步变化，使车体产生平移、升降或者二者的复合运动； 通过第三驱动器驱动主动轮并通过传动带带动从动轮转动，实现与固定架固定在一起的车体的倾斜与翻转。
5.根据权利要求1所述的汽车涂装输送机，其中所述的第一分支包括第一驱动器、第一套筒、第一伸缩杆与第一杆座，第一套筒通过第一转动副安装在行走机构的底座上，第一驱动器固定安装在第一套筒上，第一伸缩杆与第一套筒构成移动副，第一杆座安装在第一伸缩杆上；第二分支包括第二驱动器、第二套筒、第二伸缩杆与第二杆座，第二套筒通过第二转动副安装在行走机构的底座上，第二驱动器固定安装在第二套筒上，第二伸缩杆与第二套筒构成移动副，第二杆座固定在第二伸缩杆上，第一分支与第二分支通过第三转动副相连。
6.根据权利要求5所述的汽车涂装输送机，第三分支包括第三驱动器、主动轮、传动带、从动轮，第三驱动器固定安装在第二减速器上，主动轮通过转动副安装在第二减速器上，从动轮通过转动副安装在第二丝杠座上，由第三驱动器所驱动的主动轮通过传动带带动从动轮转动。
7.根据权利要求6所述的汽车涂装输送机，其中通过使第一套筒、第二套筒与第三转动副之间的各自相对距离同步变化，使车体下降或上升；通过使第一套筒、第二套筒与第三转动副之间的各自相对距离不同步变化，使车体产生平移、升降或者二者的复合运动；通过第三驱动器驱动主动轮并通过传动带带动从动轮转动，实现与固定架固定在一起的车体的倾斜与翻转。
8.根据权利要求1-7之一所述的汽车涂装输送机，其用于汽车车身电泳涂装生产线的输送。
全文摘要
本发明涉及一种多杆机构汽车涂装输送机及其在电泳涂装生产线的输送中的应用，该输送机包括行走机构和平移升降翻转机构两个功能部分，其中，行走机构完成运输机的行走运输功能，平移升降翻转机构由一个或多个平面多杆机构构成，通过对平面多杆机构的驱动，完成被输送物体的升降、翻转和平移运动，由于本发明输送机采用了多组平面多杆机构，增加了输送机的承载能力，使其能够适用于不同车型和大小车身的输送，增加了输送机的柔性；由于平移升降翻转机构能实现提前入槽，推迟出槽，因此能减少电泳槽长度，节省电泳液，是汽车涂装生产线上的环保型输送机。
文档编号C25D13/12GK102560603SQ201210014948
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者刘辛军, 谢福贵, 陈祥 申请人:清华大学