基於三自由度和四自由度並聯機構的混聯組合汽車噴塗機器人的製作方法

2023-08-13 15:14:36

專利名稱：基於三自由度和四自由度並聯機構的混聯組合汽車噴塗機器人的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械製造領域，具體涉及一種能夠應用於汽車整車噴塗生產領域的一 種模塊化組合噴塗機器人。
背景技術：
隨著現代汽車工業的迅速發展，汽車型號和車體設計的不斷調整，國內汽車生產 正在向大規模、高質量和低成本的方向發展，汽車車身噴塗是汽車製造中最主要的生產工 藝之一，它不僅能夠提高汽車產品的耐蝕性，延長汽車使用壽命，它還最直接地體現了汽車 外表面顏色、光澤和亮度質量的優劣，是人們對汽車質量最直觀的評價，所以它對汽車市場 競爭力的有著最直接的影響。在此背景下，傳統的手工噴塗已經無法滿足大多數整車廠車 身塗裝的要求，噴塗技術一步步的從手工噴塗、半自動噴槍噴塗發展到了如今的機器人自 動噴塗，只有採用機器人才能適應這種頻繁變化的生產要求。機器人的作用是控制噴槍，使 之在噴塗過程中與噴塗表面保持正確的角度和恆定的距離。到目前為止，噴塗機器人已成 為國內市場上運用最多的工業機器人之一。噴塗機器人有如下優點 柔性大，工作範圍大，可現實多品種車型的混線生產，如轎車、旅行車、皮卡等車 身混線生產； 軌跡靈活，可完成車身噴塗任務，仿形噴塗軌跡精確，提高了塗膜的均勻性，降 低過噴塗量和清洗溶劑的用量，提高材料的利用率，對環境保護也起到了一定的作用； 易操作和維護，可離線編程，大大縮短現場調試時間，模塊化的設計可實現快速 安裝和更換元器件，極大地縮短維修時間； 設備利用率高，往復式自動噴塗機利用率一般僅為40% -60%，而噴塗機器人 的利用率可達90% -95%。噴塗機器人已成為汽車工業噴塗生產線和首選設備，然而由於我國工業機器人技 術的局限，自主研發的噴塗機器人往往存在精度不夠，控制能力低下的缺點，目前我國大多 數汽車塗裝生產線仍然在採用自動噴塗機設備，少數企業所採用的自動噴塗機器人大部分 都是來自國外的設備製造商，成套引進這些設備不僅價格昂貴，而且維護成本高，一旦設備 出現故障，維修周期較長，更甚者有可能在維修期間導致整條生產線的停產，造成企業巨大 的資源浪費和財產損失，因此實現自動靜電塗裝設備的國產化，提高對噴塗機器人的研究 水平，打破國外廠商的技術壟斷成為當前亟需解決的問題，這對於我國機器人產業以及汽 車產業具有重大意義。另外通過調研發現，現已應用的傳統噴塗機器人都是採用仿人手臂的串聯機器 人，通過對運動軌跡的合理規劃完成自動化噴塗作業。但由於我國製造業整體技術水平的 限制，至今未能對串聯機器人的精度不高問題做出實質性的突破，串聯式噴塗機器人的控 制相對較複雜，此外國外相關專利還對其在我國的應用進行了種種束縛，所以發明新型的
4噴塗作業機器人對我國的汽車工業而言是一個迫在眉睫的任務。而並聯機器人是由多個支鏈構成的閉環機構，相對於傳統的串聯機器人具有以下 優點結構簡單緊湊、剛度高、無誤差積累、運動部件質量小、易於實現高速運動、容易實現 加工模塊化、運動學簡單、具有解耦或者部分解耦的特性，解耦運動對機構的運動控制和軌 跡規劃都有一定意義。這些優點在一定程度上彌補了串聯機構的不足。

發明內容
為了解決上述問題，本發明提出一種方便製造、易於控制的基於平面三自由度並 聯機構和空間四自由度並聯機構的模塊化混聯組合汽車噴塗機器人。該組合機器人擁有並 聯機構的優點，更能適應汽車整車的噴塗作業任務，並可對不同形狀和規格的汽車整車進 行噴塗作業。本發明提出一種基於三自由度和四自由度並聯機構的混聯組合汽車噴塗機器人， 其包括一個龍門機架和四個噴塗作業模塊單元，所述噴塗作業模塊單元分別由具有四個支 鏈的空間四自由度並聯機器人和具有三個支鏈的平面三自由度並聯機器人組合構成，其中 第一噴塗作業模塊和第四噴塗作業模塊結構相同，分別是對稱安裝在龍門機架的兩個立柱 上的空間四自由度並聯機器人；第二噴塗作業模塊和第三噴塗作業模塊結構相同，分別是 固接在各自的運動機架上的平面三自由度並聯機器人，所述運動機架和龍門機架的上橫梁 通過移動副連接後可以實現在上橫梁導軌上往復水平移動，所述龍門機架可在水平導軌上 實現水平移動，通過將龍門機架的水平運動與所述噴塗作業模塊單元的運動相結合，可控 制各個噴塗模塊單元的霧化器噴頭的位姿，從而完成對待噴塗汽車的整車噴塗作業。根據本發明中所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中第二噴塗作業模塊和第三噴 塗作業模塊均是結構相同的三自由度五桿並聯機構，其均包括運動機架、第一動平臺、以及 連接運動機架和第一動平臺之間的左支鏈、右支鏈、移動支鏈，所述的左支鏈和右支鏈結構 相同並用來控制安裝第一霧化器噴嘴的第一動平臺的位置，移動支鏈用來控制安裝第一霧 化器噴嘴的第一動平臺的姿態，其中左支鏈包括連杆I、連杆II、運動副組I ；右支鏈包括連 杆III、連杆IV、運動副組II，運動副組I分別是連接於連杆I和運動機架之間的轉動副、 連接於連杆I和連杆II之間的轉動副、連接於連杆II和第一動平臺之間的轉動副；運動副 組II分別是連接連杆III和運動機架之間的轉動副、連接於連杆III和連杆IV之間的轉 動副、連接於連杆IV和第一動平臺之間的轉動副，運動副組I和運動副組II中的轉動副均 同軸，左支鏈和右支鏈中連接運動機架與連杆之間的轉動副分別是被驅動的。根據本發明中所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中移動支鏈包括定滑塊、滑杆、 滑塊和運動副組III，運動副組III有三個運動副，分別是連接於滑杆和定滑塊之間的移動 副、連接於滑杆和滑塊之間的轉動副、連接於滑塊與第一動平臺之間的移動副，滑杆和定滑 塊之間的移動副是被驅動的。根據本發明中所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中移動支鏈可以只包括定滑 塊、滑杆和運動副組III』，運動副組III』有兩個運動副，分別為連接於滑杆和定滑塊之間 的移動副、連接於滑杆與第一動平臺之間的轉動副。根據本發明中所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中的第二噴塗作業模塊和第三 噴塗作業模塊是結構相同的平面三自由度並聯機器人，均包括第三運動機架、第三動平臺、第一支鏈、第二支鏈、及第三支鏈，所述第一支鏈和第二支鏈具有相同的結構，所述第一支 鏈包括滑塊I、第一連杆、運動副組IV ；所述第二支鏈包括滑塊II、第二連杆、運動副組V，運 動副組IV為連接於滑塊I和第三運動機架之間的轉動副、連接於滑塊I和第一連杆之間的 移動副、連接於第一連杆和第三動平臺之間的轉動副；運動副組V為連接於滑塊II和第三 運動機架之間的轉動副、連接於滑塊II和第二連杆之間的移動副、連接於第二連杆和第三 動平臺之間的轉動副，連接於第一連杆和第三動平臺的轉動副與連接於第二連杆和第三動 平臺的轉動副同軸，第一和第二支鏈中連接滑塊與連杆之間的移動副分別被驅動的。根據本發明中所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中所述第三支鏈包括第三定滑 塊、第三滑杆、第三滑塊和運動副組VI，運動副組VI有三個運動副，具體為連接於第三滑 杆和第三定滑塊之間的移動副、連接於第三滑杆和第三滑塊之間的轉動副、連接於第三滑 塊與第三動平臺之間的移動副，其中連接於第三滑杆和第三定滑塊之間的移動副是被驅動 的。根據本發明中所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中所述第三支鏈只包括第三定 滑塊、第三滑杆和運動副組VI』，運動副組VI』有兩個運動副，為連接於第三滑杆和第三定 滑塊之間的移動副、連接於第三滑杆與第三動平臺之間的轉動副。根據本發明中所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中第一噴塗作業模塊和第四噴 塗作業模塊是結構完全相同的空間四自由度並聯機構，均包括機架、第二動平臺、連接機架 和第二動平臺之間的四個支鏈轉動左支鏈、轉動右支鏈、移動上支鏈、移動下支鏈，所述的 轉動左支鏈和轉動右支鏈結構相同，其中轉動左支鏈包括轉動左連杆、轉動左滑塊、轉動左 支架、第一運動副組；轉動右支鏈包括轉動右連杆、轉動右滑塊、轉動右支架、第二運動副 組；所述的移動上支鏈和移動下支鏈結構相同，其中移動上支鏈包括移動上連杆、移動上滑 塊、移動上支架、第三運動副組；移動下支鏈包括移動下連杆、移動下滑塊、移動下支架、第 四運動副組，所述移動上支架和移動下支架固接在機架上，所述移動上、下支鏈和轉動左、 右支鏈中的移動副分別被驅動，可控制安裝有第二霧化噴嘴的第二動平臺實現兩個移動自 由度的位置和實現兩個轉動自由度的姿態。根據本發明中所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中第一運動副組和第二運動副 組均由四個運動副組成，第三運動副組和第四運動副組均由三個運動副組成，第一運動副 組包括連接於機架和轉動左支架之間的轉動副、連接於轉動左支架和轉動左滑塊之間的 轉動副、連接於轉動左滑塊和轉動左連杆之間的移動副、連接於轉動左連杆和第二動平臺 之間的球副；所述第二運動副組包括連接於機架和轉動右支架之間的轉動副、連接於轉 動右支架和轉動右滑塊之間的轉動副、連接於轉動右滑塊和轉動右連杆之間的移動副、連 接於轉動右連杆和第二動平臺之間的球副；所述第三運動副組包括連接於移動上支架和 移動上滑塊之間的轉動副、連接於移動上滑塊和移動上連杆之間的移動副、連接於移動上 連杆和第二動平臺之間的球副；所述第四運動副組包括連接於移動下支架和移動下滑塊 之間的轉動副、連接於移動下滑塊和移動下連杆之間的移動副、連接於移動下連杆和第二 動平臺之間的球副。本發明中提到的組合噴塗機器人有如下優點(1)結構對稱，易於製造，成本較 低，更容易實現模塊化加工；(2)其速度快、靈活性好；(3)相對於串聯機構更容易控制，噴 塗精度易於保證；(4)工作空間大，在導軌上可實現大範圍移動；(5)柔性程度高，可適應不
6同汽車整車的噴塗作業環境，更可以根據需要增加噴塗作業單元模塊。


圖1為本發明整體構造結構的三維視圖；圖2為本發明第一、第四噴塗作業模塊機構示意圖；圖3為本發明實施例1的第二、第三噴塗作業模塊機構示意圖；圖4為本發明實施例2的第二、第三噴塗作業模塊機構示意圖。圖1中，①-第一噴塗作業模塊、②-第二噴塗作業模塊、③-第三噴塗作業模塊、 ④-第四噴塗作業模塊、15-底板、16-水平導軌、17-龍門機架、18-第三噴塗作業模塊運 動滑架、19-上橫梁導軌、110-第二噴塗作業模塊運動滑架、111-待噴塗汽車、112-水平導 軌；圖2中，21-移動下滑塊、22-移動下支架、23-轉動右滑塊、24-轉動右連杆、25-移 動下連杆、26-轉動右支架、27-移動上支架、28-移動上連杆、29-移動上滑塊、210-轉動左 連杆、211-轉動左支架、212-轉動左滑塊、213-第二動平臺、214-第二霧化噴嘴、215-機 架；圖3中，31-運動機架、32-連杆1、33_連杆11、34_滑杆、35-定滑塊、36-滑塊、 37-第一動平臺、38-連杆IV、39-連杆III ；圖4中，41-第三運動機架、42-滑塊I、43_第一連杆、44-第三滑杆、45-第三定滑 塊、46-第三滑塊、47-第三動平臺、48-第二連杆、49-滑塊II。
具體實施例方式本發明提出的模塊化組合噴塗機器人，結合附圖1-4及實施例詳細說明如下實施例1 如圖1所示，本發明所述的可對汽車整車完成自動噴塗作業的組合噴塗機器人， 包括一個龍門機架17和四個噴塗作業模塊單元。所述的噴塗作業模塊分別是第一噴塗作 業模塊①、第二噴塗作業模塊②、第三噴塗作業模塊③、第四噴塗作業模塊④，均是並聯機 器人。其中，第一噴塗作業模塊①和第四噴塗作業模塊④結構完全相同，分別對稱安裝在龍 門機架17的兩個立柱上；所述的第二噴塗作業模塊②和第三噴塗作業模塊③結構也完全 相同，分別固接在第三噴塗作業模塊運動滑塊18和第二噴塗作業模塊運動滑塊110上，運 動滑塊和龍門機架17的上橫梁導軌19通過移動副連接，可以實現在上橫梁導軌19上的水 平移動。該龍門機架17是移動的，可以在水平導軌16、112上實現大範圍的水平移動。通 過將龍門機架17的水平運動與四個噴塗作業模塊單元的運動相結合，可控制各個噴塗模 塊單元的霧化噴頭的位姿，完成對待噴塗汽車111的整車噴塗作業。如圖2所示，第一噴塗作業模塊①和第四噴塗作業模塊④結構完全相同，都是空 間四自由度並聯機構，均包括機架215、第二動平臺213、連接機架215和第二動平臺213 之間的四個支鏈轉動左支鏈、轉動右支鏈、移動上支鏈、移動下支鏈，所述的轉動左支鏈和 轉動右支鏈結構相同，其中轉動左支鏈包括轉動左連杆210、轉動左滑塊212、轉動左支架 211、第一運動副組；轉動右支鏈包括轉動右連杆24、轉動右滑塊23、轉動右支架26、第二運 動副組；所述的移動上支鏈和移動下支鏈結構相同，其中移動上支鏈包括移動上連杆28、移動上滑塊29、移動上支架27、第三運動副組；移動下支鏈包括移動下連杆25、移動下滑塊21、移動下支架22、第四運動副組，所述移動上支架27和移動下支架22固接在機架215上。 由所述機架215、第二動平臺213和轉動左支鏈、轉動右支鏈、移動上支鏈和移動下支鏈一 起，構成了空間平面四自由度並聯機器人。所述移動上、下支鏈和轉動左、右支鏈中的移動 副分別被驅動，可控制安裝有第二霧化噴嘴的第二動平臺213實現兩個移動自由度的位置 和實現兩個轉動自由度的姿態。根據本實施例1中所述的四自由度並聯機構，其中第一運動副組和第二運動副組 均由四個運動副組成，第三運動副組和第四運動副組均由三個運動副組成。其中第一運動 副組包括連接於機架215和轉動左支架211之間的轉動副、連接於轉動左支架211和轉動 左滑塊212之間的轉動副、連接於轉動左滑塊212和轉動左連杆210之間的移動副、連接於 轉動左連杆210和第二動平臺213之間的球副；所述第二運動副組包括連接於機架215和 轉動右支架26之間的轉動副、連接於轉動右支架26和轉動右滑塊23之間的轉動副、連接 於轉動右滑塊23和轉動右連杆24之間的移動副、連接於轉動右連杆24和第二動平臺213 之間的球副；所述第三運動副組包括連接於移動上支架27和移動上滑塊29之間的轉動 畐O、連接於移動上滑塊29和移動上連杆28之間的移動副、連接於移動上連杆28和第二動 平臺213之間的球副；所述第四運動副組包括連接於移動下支架22和移動下滑塊21之間 的轉動副、連接於移動下滑塊21和移動下連杆25之間的移動副、連接於移動下連杆25和 第二動平臺213之間的球副。根據本實施例1中的組合噴塗機器人，其中第二噴塗作業模塊②和第三噴塗作業 模塊③結構相同，均是三自由度五桿並聯機構，分別通過各自的運動滑架18、110在龍門機 架的水平橫梁導軌上19移動。如圖3所示其均包括運動機架31、第一動平臺37、以及連 接運動機架31和第一動平臺37之間的左支鏈、右支鏈、和移動支鏈。所述的左支鏈和右支 鏈結構相同，用來控制安裝第一霧化器噴嘴的第一動平臺37的位置。其中左支鏈包括連杆 132、連杆1133、運動副組I ；右支鏈包括連杆11139、連杆IV38、運動副組II ；所述的移動支 鏈用來控制安裝第一霧化器噴嘴的第一動平臺37的姿態，其包括定滑塊35、滑杆34、滑塊 36和運動副組III ；其中定滑塊35與運動機架31是固定連接的。根據本發明實施例1中所述的三自由度並聯機構，所述的運動副組均由三個運動 副構成。其中運動副組I分別是連接於連杆I 32和運動機架31之間的轉動副、連接於連杆 132和連杆1133之間的轉動副、連接於連杆1133和第一動平臺37之間的轉動副；運動副組 II分別是連接連杆III39和運動機架31之間的轉動副、連接於連杆III39和連杆IV38之 間的轉動副、連接於連杆IV38和第一動平臺37之間的轉動副；以上所述的轉動副均同軸， 左支鏈和右支鏈中連接運動機架31與連杆之間的轉動副是分別被驅動的。運動副組III 分別是連接於滑杆34和定滑塊35之間的移動副、連接於滑杆34和滑塊36之間的轉動副、 連接於滑塊36與第一動平臺37之間的移動副，其中連接於滑杆34和定滑塊35之間的移 動副是被驅動的。根據本發明，所述的三自由度並聯機構中的移動支鏈也可以只包括定滑塊35、滑 杆34和運動副組III』，其中定滑塊35與運動機架31固定連接，運動副組III』為連接於滑 杆34和定滑塊35之間的移動副、連接於滑杆34與第一動平臺37之間的轉動副，上述的轉 動副可以是被驅動的也可以是非驅動的。
實施例2 如圖4所示，根據本發明，在實施例2中，使用另一種平面三自由度並聯機構代替 實施例1中平面五桿並聯機構來作為組合噴塗機器人中的第二噴塗作業模塊②和第三噴 塗作業模塊③。其包括第三運動機架41、第三動平臺37、第一支鏈、第二支鏈、及第三支鏈。 所述第一支鏈和第二支鏈具有相同的結構，並分別用於連接所述第三動平臺37和第三運 動機架41，用以確定第三動平臺37的位置，第三支鏈用於連接運動機架41和第三動平臺 37，用以改變第三動平臺37的姿態。所述第一支鏈包括滑塊142、第一連杆43、運動副組 IV ；所述第二支鏈包括滑塊1149、第二連杆48、運動副組V ；所述第三支鏈包括第三定滑塊 45、第三滑杆44、第三滑塊46和運動副組VI ；其中第三定滑塊45與第三運動機架41是固 定連接的。所述第一支鏈、第二支鏈和第三支鏈與第三動平臺37以及運動機架41連接形 成一個平面閉 環並聯機構，該並聯機構的三個支鏈或者第一和二支鏈分別被驅動，能實現 動平臺的兩個移動自由度和一個轉動自由度。根據本發明中的平面並聯機構，所述三個運動副組均由三個運動副組成，運動副 組IV為連接於滑塊142和第三運動機架41之間的轉動副、連接於滑塊142和第一連杆43 之間的移動副、連接於第一連杆43和第三動平臺37之間的轉動副；運動副組V為連接於滑 塊1149和第三運動機架41之間的轉動副、連接於滑塊1149和第二連杆48之間的移動副、 連接於第二連杆48和第三動平臺37之間的轉動副；其中連接於第一連杆43和第三動平臺 37的轉動副與連接於第二連杆48和第三動平臺37的轉動副同軸，第一和第二支鏈中連接 滑塊與連杆之間的移動副是被驅動的。運動副組VI為連接於第三滑杆44和第三定滑塊45 之間的移動副、連接於第三滑杆44和第三滑塊46之間的轉動副、連接於第三滑塊46與第 三動平臺37之間的移動副，其中連接於第三滑杆44和第三定滑塊45之間的移動副是被驅 動的。根據本發明中的平面並聯機構，第三支鏈也可以只包括第三定滑塊45、第三滑杆 44和運動副組VI』，其中第三定滑塊45與第三運動機架41固定連接，運動副組VI』為連接 於第三滑杆44和第三定滑塊45之間的移動副、連接於第三滑杆44與第三動平臺37之間 的轉動副，上述的轉動副可以是被驅動的也可以是非驅動的。根據本發明中所述的組合噴塗機器人，其可用於完成不同汽車整車的自動化噴塗 作業。可以理解的是，本領域的技術人員可在不超出本發明的條件下，適當調整噴塗作 業模塊的數量，並對整體結構進行顯而易見的替換或修改，來適應不同形狀和規格的待噴 塗汽車的噴塗作業環境。
權利要求
一種基於三自由度和四自由度並聯機構的混聯組合汽車噴塗機器人，其包括一個龍門機架和四個噴塗作業模塊單元，所述噴塗作業模塊單元分別由具有四個支鏈的空間四自由度並聯機器人和具有三個支鏈的平面三自由度並聯機器人組合構成，其中第一噴塗作業模塊和第四噴塗作業模塊結構相同，分別是對稱安裝在龍門機架的兩個立柱上的空間四自由度並聯機器人；第二噴塗作業模塊和第三噴塗作業模塊結構相同，分別是固接在各自的運動機架上的平面三自由度並聯機器人，所述運動機架和龍門機架的上橫梁通過移動副連接後可以實現在上橫梁導軌上往復水平移動，所述龍門機架可在水平導軌上實現水平移動，通過將龍門機架的水平運動與所述噴塗作業模塊單元的運動相結合，可控制各個噴塗模塊單元的霧化器噴頭的位姿，從而完成對待噴塗汽車的整車噴塗作業。
2.根據權利要求1所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中第二噴塗作業模塊和第三噴 塗作業模塊均是結構相同的三自由度五桿並聯機構，其均包括運動機架、第一動平臺、以及 連接運動機架和第一動平臺之間的左支鏈、右支鏈、移動支鏈，所述的左支鏈和右支鏈結構 相同並用來控制安裝第一霧化器噴嘴的第一動平臺的位置，移動支鏈用來控制安裝第一霧 化器噴嘴的第一動平臺的姿態，其中左支鏈包括連杆I、連杆II、運動副組I ；右支鏈包括連 杆III、連杆IV、運動副組II，運動副組I分別是連接於連杆I和運動機架之間的轉動副、 連接於連杆I和連杆II之間的轉動副、連接於連杆II和第一動平臺之間的轉動副；運動副 組II分別是連接連杆III和運動機架之間的轉動副、連接於連杆III和連杆IV之間的轉 動副、連接於連杆IV和第一動平臺之間的轉動副，運動副組I和運動副組II中的轉動副均 同軸，左支鏈和右支鏈中連接運動機架與連杆之間的轉動副分別是被驅動的。
3.根據權利要求2所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中移動支鏈包括定滑塊、滑杆、 滑塊和運動副組III，運動副組III有三個運動副，分別是連接於滑杆和定滑塊之間的移動 副、連接於滑杆和滑塊之間的轉動副、連接於滑塊與第一動平臺之間的移動副，滑杆和定滑 塊之間的移動副是被驅動的。
4.根據權利要求2所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中移動支鏈可以只包括定滑 塊、滑杆和運動副組III』，運動副組III』有兩個運動副，分別為連接於滑杆和定滑塊之間 的移動副、連接於滑杆與第一動平臺之間的轉動副。
5.根據權利要求1所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中的第二噴塗作業模塊和第三 噴塗作業模塊是結構相同的平面三自由度並聯機器人，均包括第三運動機架、第三動平臺、 第一支鏈、第二支鏈、及第三支鏈，所述第一支鏈和第二支鏈具有相同的結構，所述第一支 鏈包括滑塊I、第一連杆、運動副組IV ；所述第二支鏈包括滑塊II、第二連杆、運動副組V，運 動副組IV為連接於滑塊I和第三運動機架之間的轉動副、連接於滑塊I和第一連杆之間的 移動副、連接於第一連杆和第三動平臺之間的轉動副；運動副組V為連接於滑塊II和第三 運動機架之間的轉動副、連接於滑塊II和第二連杆之間的移動副、連接於第二連杆和第三 動平臺之間的轉動副，連接於第一連杆和第三動平臺的轉動副與連接於第二連杆和第三動 平臺的轉動副同軸，第一和第二支鏈中連接滑塊與連杆之間的移動副分別被驅動的。
6.根據權利要求5所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中所述第三支鏈包括第三定 滑塊、第三滑杆、第三滑塊和運動副組VI，運動副組VI有三個運動副，具體為連接於第三滑 杆和第三定滑塊之間的移動副、連接於第三滑杆和第三滑塊之間的轉動副、連接於第三滑 塊與第三動平臺之間的移動副，其中連接於第三滑杆和第三定滑塊之間的移動副是被驅動的。
7.根據權利要求5所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中所述第三支鏈只包括第三定 滑塊、第三滑杆和運動副組VI』，運動副組VI』有兩個運動副，為連接於第三滑杆和第三定 滑塊之間的移動副、連接於第三滑杆與第三動平臺之間的轉動副。
8.根據權利要求1-7之一所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中第一噴塗作業模塊和 第四噴塗作業模塊是結構完全相同的空間四自由度並聯機構，均包括機架、第二動平臺、連 接機架和第二動平臺之間的四個支鏈轉動左支鏈、轉動右支鏈、移動上支鏈、移動下支鏈， 所述的轉動左支鏈和轉動右支鏈結構相同，其中轉動左支鏈包括轉動左連杆、轉動左滑塊、 轉動左支架、第一運動副組；轉動右支鏈包括轉動右連杆、轉動右滑塊、轉動右支架、第二運 動副組；所述的移動上支鏈和移動下支鏈結構相同，其中移動上支鏈包括移動上連杆、移動 上滑塊、移動上支架、第三運動副組；移動下支鏈包括移動下連杆、移動下滑塊、移動下支 架、第四運動副組，所述移動上支架和移動下支架固接在機架上，所述移動上、下支鏈和轉 動左、右支鏈中的移動副分別被驅動，可控制安裝有第二霧化噴嘴的第二動平臺實現兩個 移動自由度的位置和實現兩個轉動自由度的姿態。
9.根據權利要求8所述的混聯組合汽車噴塗機器人，其中第一運動副組和第二運動副 組均由四個運動副組成，第三運動副組和第四運動副組均由三個運動副組成，第一運動副 組包括連接於機架和轉動左支架之間的轉動副、連接於轉動左支架和轉動左滑塊之間的 轉動副、連接於轉動左滑塊和轉動左連杆之間的移動副、連接於轉動左連杆和第二動平臺 之間的球副；所述第二運動副組包括連接於機架和轉動右支架之間的轉動副、連接於轉 動右支架和轉動右滑塊之間的轉動副、連接於轉動右滑塊和轉動右連杆之間的移動副、連 接於轉動右連杆和第二動平臺之間的球副；所述第三運動副組包括連接於移動上支架和 移動上滑塊之間的轉動副、連接於移動上滑塊和移動上連杆之間的移動副、連接於移動上 連杆和第二動平臺之間的球副；所述第四運動副組包括連接於移動下支架和移動下滑塊 之間的轉動副、連接於移動下滑塊和移動下連杆之間的移動副、連接於移動下連杆和第二 動平臺之間的球副。
全文摘要
本發明涉及一種基於三自由度和四自由度並聯機構的混聯組合汽車噴塗機器人，其包括一個龍門機架和四個噴塗作業模塊單元，所述龍門機架可在水平導軌上實現水平移動，通過將龍門機架的水平運動與所述噴塗作業模塊單元的運動相結合，可控制各個噴塗模塊單元的霧化器噴頭的位姿，從而完成對待噴塗汽車的整車噴塗作業。該混聯組合汽車噴塗機器人的結構對稱，靈活性好、精度和剛度高，易於製造，方便控制，容易實現模塊化，柔性程度高，可根據需要增減噴塗模塊，可對不同汽車整車進行噴塗作業。
文檔編號B05B15/08GK101966500SQ20101050754
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月15日 優先權日2010年10月15日
發明者仇洪根, 劉辛軍, 王立平 申請人:江蘇長虹塗裝機械有限公司