[发明专利]一种六自由度自重构并联喷涂机器人

说明书

一种六自由度自重构并联喷涂机器人，由喷头、喷头支撑平台、三个结构完全相同的喷头铰链、三条完全相同的长支杆、制动器、三个相同规格的气缸、三个结构相同的支座铰链、和机架组成；该喷涂机器人可实现四种构型，对于不同的工作内容，可灵活地选择合适的构型完成工作。相对于传统的串联式喷涂机器人，该机器人机身轻盈简单，灵活性高，稳定性好，动态响应好，能够通过灵活变换构型来适应不同的喷涂工作，从简单直线到复杂空间曲线的喷涂工作。

技术领域

本发明涉及一种喷涂机器人领域，特别是一种六自由度自重构并联喷涂机器人。

背景技术

现代社会中，几乎每一款成熟工业产品都离不开喷涂工业，喷涂质量的好坏直接决定了产品的外观和质量，一个漂亮的外观对购买者和使用者都会产生积极的影响。作为大多数产品生产的重要工艺之一，喷涂工艺传统的作业方式是人工喷涂，但是，漆料本身含有有毒物质，对工人的健康产生巨大的危害，而且，操作工人的技术等主观因素经常会影响到喷涂效果，造成浪费，产生不良影响。社会需求使得喷涂机器人的产生变得理所当然，甚至正在追求着更优秀的喷涂机器人。现如今，大量的喷涂机器人应用在工业的各个领域，取代了人工喷涂，改善了劳动条件，提高工作效率和产品的质量，生产成本也得到极大的降低。

现如今，由于串联式机器人具备工作空间大，结构和控制相对简单，所以大多数的喷涂机器人都为串联机械臂，其末端喷头的姿态由机械臂各个驱动关节的参数决定，但是，此类的喷涂机器人为了能得到很高的重复定位精度，以便很好地控制喷涂机器人进行喷涂作业，必须在各个关节处放置驱动电机，这样会使得机器人的机构沉重，末端载荷较大，工作时动载荷大，动态响应差。如中国专利201310405357.3公布的一种五自由度混联喷涂机器人，由基础串联运动单元和末端并联喷涂作业单元两部分组成，容易实现模块化，但是其内部结构复杂，末端载荷大，整个机构显得笨重。

目前，尚未见到一种六自由度自重构并联式的，灵活性高，稳定性好，机身轻盈，动态响应好，能够通过灵活变换构型来适应不同的社会生产需求，完美地完成从简单直线到复杂空间曲线的喷涂工作的喷涂机器人结构的创新发明设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种六自由度自重构并联喷涂机器人，它具有六个全自由度，且机身轻盈，动态响应好，灵活性高，稳定性好的特点，能够根据不同的任务变换最合适的构型进行喷涂工作，满足用户不同的需求。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种六自由度自重构并联喷涂机器人，由喷头、喷头支撑平台、三个结构完全相同的喷头铰链、三条完全相同的长支杆、制动器、三个相同规格的气缸、三个结构相同的支座铰链和机架组成，具体结构和连接关系为：

所述喷头和喷头支撑平台固定连接在一起，两者之间相对静止，喷头支撑平台靠近机架的一侧与三个喷头铰链连接；

所述三个结构完全相同的喷头铰链均是由转动头和转动套组成，转动头一端和转动套一端以转动副连接，转动头另一端与喷头支撑平台以转动副连接，转动套的另一端分别与三根完全相同的长支杆连接，连接方式为转动副，三个转动副的轴线在空间中相交，实现了类似球铰的功能；

所述三条完全相同的长支杆的一端都与喷头铰链连接，另一端与气缸连接，连接方式为转动副，转动副处连接着制动器，当制动器工作时，该转动副才能转动，否则长支杆与气缸的中心轴线保持平行；

所述三个相同规格的气缸均由气缸体和活塞杆组成，活塞杆的一端与长支杆转动连接，另一端在气缸体中滑动，气缸体和活塞杆的中心轴线在同一直线上，气缸体的另一端连接着支座铰链；

所述三个结构相同的支座铰链由铰链轴和铰链套组成，铰链轴和铰链套以转动副连接，铰链轴通过转动副连接着气缸体的一端，铰链套与机架连接，连接方式仍为转动副，三个转动副的轴线在空间中相交，实现类似球铰的功能。

所述喷头支撑平台靠近机架的一侧分布有三个轴耳，三个轴耳的位置位于等边三角形的三个顶点，轴耳与喷头铰链的转动头连接。