一种用于喷涂机器人的刚柔耦合可变尺寸多孔喷枪装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于喷涂机器人的刚柔耦合可变尺寸多孔喷枪装置，涉及喷涂机器人领域，包括刚柔耦合可变形支架、喷头组件和喷枪底座。刚柔耦合可变形支架用于连接喷头组件和喷枪底座，并通过电机控制实现喷枪轴向伸缩变形、弯曲变形和截面积增大或缩小变形；喷头组件的分区式喷孔可配合弹性供漆管管径的改变调整喷枪喷幅；喷枪底座中设有驱动刚柔耦合可变形支架变形的驱动单元和供漆组件。本发明专利技术可控制喷枪发生变形实现变幅喷涂，刚柔耦合结构具有高灵活性，解决了普通喷枪难以喷涂工件内腔以及狭窄角落等复杂区域的问题。腔以及狭窄角落等复杂区域的问题。腔以及狭窄角落等复杂区域的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于喷涂机器人的刚柔耦合可变尺寸多孔喷枪装置


[0001]本专利技术涉及喷涂机器人领域，具体是一种用于喷涂机器人的刚柔耦合可变尺寸多孔喷枪装置。

技术介绍

[0002]喷涂机器人作为智能机器人在工业制造领域的一个重要分支，广泛应用于汽车、船舶以及航空航天等领域，对于作业环境的改善以及生产效率的提高起到了很大的作用。目前，我国对车辆、飞机行业的智能化单色喷涂技术手段已较为成熟，但在复杂构件个性化图案多色喷涂方面的发展基础和能力还较为薄弱。对于传统喷涂机器人来说，其末端执行器大都为刚性空气喷枪，它们的喷涂作业目标往往只能是对较为平整宽阔的工件外表面的单色喷涂，对一些工件的狭窄角落以及内部表面难以实现均匀稳定的喷涂，也无法高效喷涂多色复杂图案。
[0003]国内外喷枪多为刚性结构，装于自动化执行机构上实施喷涂作业，而喷枪本身不具备变形和位姿调整功能。例如，申请公开号为CN217856885U的中国专利技术专利：一种喷涂车间用自动喷枪。该专利技术是将一种升降机构与喷枪相结合，让喷枪在一定范围内能够上下运动，一定程度上提升了喷枪的活动范围，但受限于喷枪本身灵活性不够，无法实现喷枪本身的弯曲、伸缩，也无法根据需要使喷枪进行变径变形，难以解决狭窄角落和工件内腔等复杂环境下的喷涂问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种用于喷涂机器人的刚柔耦合可变尺寸多孔喷枪装置，以解决现有技术喷涂机器人用喷枪存在的无法伸缩变形、弯曲变形、变径变形的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种用于喷涂机器人的刚柔耦合可变尺寸多孔喷枪装置，包括刚柔耦合可变形支架(1)、喷头组件(2)、喷枪底座(3)，还包括供漆组件，其中：
[0007]所述刚柔耦合可变形支架(1)包括N个刚柔耦合弹性分体(101)，N≥2，N个刚柔耦合弹性分体(101)沿环向分布，环向上相邻的两个刚柔耦合弹性分体(101)之间设有双头螺纹杆(102)，所述双头螺纹杆(102)的螺纹分为旋向相反的两段螺纹段，双头螺纹杆(102)的两段螺纹段分别转动安装于对应的两个刚柔耦合弹性分体(101)，各个刚柔耦合弹性分体(101)相同方向一端分别各自通过运动支撑件连接于喷枪底座(3)；每个刚柔耦合弹性分体(101)均可弹性弯曲变形以及弹性伸缩变形并在弹性作用下恢复原形，由此使所述刚柔耦合可变形支架整体可弯曲变形以及伸缩变形并恢复原形；所述双头螺纹杆(102)转动时使对应的两个刚柔耦合弹性分体(101)做远离刚柔耦合可变形支架中心轴线的运动或者是靠近刚柔耦合可变形支架中心轴线的运动，由此令所述刚柔耦合可变形支架可做使垂直于自身中心轴线的截面面积增大或缩小的变截面积变形；
[0008]所述喷头组件(2)包括若干喷嘴(202)和用于安装喷嘴(202)的喷嘴安装件，所述
刚柔耦合可变形支架(1)中，各个刚柔耦合弹性分体(101)相同方向另一端分别各自通过运动支撑件连接于喷嘴安装件；
[0009]所述供漆组件用于向所述喷头组件(2)中的各个喷嘴(202)输送喷漆。
[0010]进一步的，所述刚柔耦合可变形支架(1)其分为M层刚性环体(1011)，M≥2，每个刚性环体(1011)分别在环向上均分为N个刚性子体(1014)，由N个刚性子体(1014)按环向组合形成对应刚性环体(1011)，每层刚性环体(1011)中环向相邻的两个刚性子体(1014)之间分别设有所述双头螺纹杆(102)，双头螺纹杆(102)的两段螺纹段分别转动安装于对应的两个刚性子体(1014)；
[0011]M层刚性环体(1011)中的刚性子体(1014)环向位置呈一一对应，以每环向位置对应的M层刚性子体(1014)为一个子体组，由此各层刚性环体(1011)中的刚性子体(1014)共形成N个子体组，每个子体组分别包含M层刚性子体(1014)；
[0012]每个子体组中相邻两层刚性子体(1014)之间设有至少一个刚性伸缩件(1012)、至少两个弹性件(1013)，所述刚性伸缩件(1012)两端分别球铰接于对应的两层刚性子体(1014)，所述弹性件(1013)两端固定连接于对应的两层刚性子体(1014)，由每个子体组中的M层刚性子体(1014)以及刚性伸缩件(1012)、弹性件(1013)形成所述刚柔耦合弹性分体(101)，由此得到N个刚柔耦合弹性分体(101)，并由首层、末层的刚性子体(1014)分别作为对应刚柔耦合弹性分体(101)的端部。
[0013]进一步的，还包括柔性驱动单元，所述柔性驱动单元设置于喷枪底座(3)，柔性驱动单元通过柔性连接件连接于各个刚柔耦合弹性分体(101)用于连接所述喷嘴安装件的一端，由柔性驱动单元通过柔性连接件拉拽作用于所述刚柔耦合弹性分体(101)，以驱动所述刚柔耦合弹性分体(101)弹性收缩变形；且当所述柔性驱动单元驱动所有刚柔耦合弹性分体(101)弹性收缩变形时，所述刚柔耦合可变形支架整体收缩变形；当所述柔性驱动单元驱动其中部分刚柔耦合弹性分体(101)弹性收缩变形时，其余刚性耦合弹性分体(101)被动弹性弯曲变形，以使所述刚柔耦合可变形支架整体弯曲变形。
[0014]进一步的，所述柔性驱动单元包括N个双输出电机(301)，N个双输出电机(301)沿环向分布并且位置一一对应于环向相邻两个刚柔耦合弹性分体(101)之间位置，每个双输出电机(301)的两个输出轴分别绕装有作为所述柔性连接件的绳索(303)；
[0015]每个双输出电机(301)绕装的其中一个绳索(303)穿入对应的其中一个刚柔耦合弹性分体(101)，每个双输出电机(301)绕装的另一个绳索(303)穿入对应的另一个刚柔耦合弹性分体(101)，且各个绳索(303)的端部分别固定于对应穿入的刚柔耦合弹性分体(101)用于连接所述喷嘴安装件的一端。
[0016]进一步的，还包括转动驱动单元，转动驱动单元设置于喷枪底座(3)，所述转动驱动单元通过传动件连接各个双头螺纹杆(102)，由转动驱动单元通过传动件驱动所述双头螺纹杆(102)转动。
[0017]进一步的，所述转动驱动单元包括N个单输出电机(304)，N个单输出电机(304)沿环向分布并且位置一一对应于环向相邻两个刚柔耦合弹性分体(101)之间位置，每个单输出电机(304)的输出轴分别绕装有作为所述传动件的传动带(306)，且每个单输出电机(304)绕装的传动带(306)数量与单输出电机(304)对应的环向相邻两个刚柔耦合弹性分体(101)之间双头螺纹杆(102)数量相同；
[0018]每个单输出电机(304)的传动带(306)一一对应绕装于对应的两个刚柔耦合弹性分体(101)之间的双头螺纹杆(102)，由此通过传动带(306)传动连接每个单输出电机(304)及单输出电机(304)对应的两个刚柔耦合弹性分体(101)之间的各个双头螺纹杆(102)，并由每个单输出电机(304)通过传动带(306)驱动对应的各个双头螺纹杆(102)转动。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于喷涂机器人的刚柔耦合可变尺寸多孔喷枪装置，其特征在于，包括刚柔耦合可变形支架(1)、喷头组件(2)、喷枪底座(3)，还包括供漆组件，其中：所述刚柔耦合可变形支架(1)包括N个刚柔耦合弹性分体(101)，N≥2，N个刚柔耦合弹性分体(101)沿环向分布，环向上相邻的两个刚柔耦合弹性分体(101)之间设有双头螺纹杆(102)，所述双头螺纹杆(102)的螺纹分为旋向相反的两段螺纹段，双头螺纹杆(102)的两段螺纹段分别转动安装于对应的两个刚柔耦合弹性分体(101)，各个刚柔耦合弹性分体(101)相同方向一端分别各自通过运动支撑件连接于喷枪底座(3)；每个刚柔耦合弹性分体(101)均可弹性弯曲变形以及弹性伸缩变形并在弹性作用下恢复原形，由此使所述刚柔耦合可变形支架整体可弯曲变形以及伸缩变形并恢复原形；所述双头螺纹杆(102)转动时使对应的两个刚柔耦合弹性分体(101)做远离刚柔耦合可变形支架中心轴线的运动或者是靠近刚柔耦合可变形支架中心轴线的运动，由此令所述刚柔耦合可变形支架可做使垂直于自身中心轴线的截面面积增大或缩小的变截面积变形；所述喷头组件(2)包括若干喷嘴(202)和用于安装喷嘴(202)的喷嘴安装件，所述刚柔耦合可变形支架(1)中，各个刚柔耦合弹性分体(101)相同方向另一端分别各自通过运动支撑件连接于喷嘴安装件；所述供漆组件用于向所述喷头组件(2)中的各个喷嘴(202)输送喷漆。2.根据权利要求1所述的一种用于喷涂机器人的刚柔耦合可变尺寸多孔喷枪装置，其特征在于，所述刚柔耦合可变形支架(1)其分为M层刚性环体(1011)，M≥2，每个刚性环体(1011)分别在环向上均分为N个刚性子体(1014)，由N个刚性子体(1014)按环向组合形成对应刚性环体(1011)，每层刚性环体(1011)中环向相邻的两个刚性子体(1014)之间分别设有所述双头螺纹杆(102)，双头螺纹杆(102)的两段螺纹段分别转动安装于对应的两个刚性子体(1014)；M层刚性环体(1011)中的刚性子体(1014)环向位置呈一一对应，以每环向位置对应的M层刚性子体(1014)为一个子体组，由此各层刚性环体(1011)中的刚性子体(1014)共形成N个子体组，每个子体组分别包含M层刚性子体(1014)；每个子体组中相邻两层刚性子体(1014)之间设有至少一个刚性伸缩件(1012)、至少两个弹性件(1013)，所述刚性伸缩件(1012)两端分别球铰接于对应的两层刚性子体(1014)，所述弹性件(1013)两端固定连接于对应的两层刚性子体(1014)，由每个子体组中的M层刚性子体(1014)以及刚性伸缩件(1012)、弹性件(1013)形成所述刚柔耦合弹性分体(101)，由此得到N个刚柔耦合弹性分体(101)，并由首层、末层的刚性子体(1014)分别作为对应刚柔耦合弹性分体(101)的端部。3.根据权利要求1所述的一种用于喷涂机器人的刚柔耦合可变尺寸多孔喷枪装置，其特征在于，还包括柔性驱动单元，所述柔性驱动单元设置于喷枪底座(3)，柔性驱动单元通过柔性连接件连接于各个刚柔耦合弹性分体(101)用于连接所述喷嘴安装件的一端，由柔性驱动单元通过柔性连接件拉拽作用于所述刚柔耦合弹性分体(101)，以驱动所述刚柔耦合弹性分体(101)弹性收缩变形；且当所述柔性驱动单元驱动所有刚柔耦合弹性分体(101)弹性收缩变形时，所述刚柔耦合可变形支架整体收缩变形；当所述柔性驱动单元驱动其中部分刚柔耦合弹性分体(101)弹性收缩变形时，其余刚性耦合弹性分体(101)被动弹性弯曲变形，以使所述刚柔耦合可变形支架整体弯曲变形。
4.根据权利要求3所述的一种用于喷涂机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：訾斌，王静远，徐锋，李元，周斌，钱森，赵嘉浩，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：