[发明专利]轨道式喷涂机器人

说明书

一种轨道式喷涂机器人，包括：依次设置的轨道装置、轨道小车和喷涂装置以及分别与之相连的操控装置，操控装置分解运动轨迹并发送控制指令分别至轨道装置、轨道小车和喷涂装置的对应执行器。轨道小车包括：车体、行走机构、回转机构和驱动机构。喷涂装置包括：依次连接的配重块、水平回转伸缩臂、分段管节、五轴机械手臂和喷枪。轨道装置包括：永磁吸盘和钢轨。本发明通过水平回转伸缩臂、轨道小车和五轴机械手臂的组合，可以使固定轨道的喷涂机器人喷枪绕过大型分段构件底部分散的支墩，完成分段底面的非结构面与结构面的喷涂作业。不仅提高了喷涂质量，还大大节省了成本投入，提高了生产效率，避免了喷涂过程对工人的健康影响。

技术领域

本发明涉及的是一种船舶智能制造领域的技术，具体是一种轨道式喷涂机器人。

背景技术

因船舶产品具有非标准化和定制化特点，特别是船舶分段喷涂受船舶的结构形式复杂多 样、作业条件要求严格等因素制约，给船企在喷涂自动化与机器人应用上带来了一定困难。智 能自动喷涂系统发展至今，国内水平相对较低以实验原型和应用原型居多。国内由于缺乏强有 力的系统开发工具，限制了开发效率和水平。

喷涂机器人可以有效提高喷涂效率，提高喷涂质量，避免了人体与有毒有害物质的接触。 现有的分段喷涂机器人以是小型爬吸式机器人为主，机器人的自重、负载和喷涂速度均较小， 导致喷涂效率低下、喷涂质量差。而且受电磁铁吸附力的限制，爬吸式机器人只适用于船舶分 段侧面垂直的非结构面喷涂，而不能用于船舶分段底部结构面与非结构面喷涂。而船舶分段架 空高度有限，底部存在大量分段支墩，普通的半自动喷涂机械装置无法进入分段底部喷涂。且 当前的喷涂机装备只能完成喷砂或喷漆中的一种工作，不具备喷漆、喷砂的兼容喷涂能力。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种轨道式喷涂机器人，通过水平回转伸缩 臂、轨道小车和五轴机械手臂的组合，可以使固定轨道的喷涂机器人喷枪绕过大型分段构件底 部分散的支墩，完成分段底面的非结构面与结构面的喷涂或喷砂的作业。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：依次设置的轨道装置、轨道小车和喷涂装置以及分别与之相连的操控装置， 其中：操控装置分解运动轨迹并发送控制指令分别至轨道装置、轨道小车和喷涂装置的对应执 行器。

所述的操控装置包括：工控机和嵌入式控制单元，其中：工控机将三维船舶分段图纸转 化为嵌入式控制单元可读取的喷涂机器人的运动控制代码，嵌入式控制单元读取工控机发送的 运动控制代码并进行坐标分解，分别向轨道装置、轨道小车和喷涂装置的对应执行器发送位置、 速度、加速度控制指令并将各执行器的状态通过网络输出。

所述的轨道小车包括：车体、行走机构、回转机构和驱动机构，其中：行走机构设置于 车体底部并与轨道装置滑动连接，驱动机构设置于车体内并控制行走机构在轨道装置上移动， 回转机构设置于车体上并与喷涂装置相连。

所述的行走机构包括：胶轮和驱动轴，其中：胶轮设置于驱动轴上。

所述的回转机构包括：回转驱动部分和回转轴，其中：回转驱动部分设置于车体内，回 转轴设置于车体上并与喷涂装置相连，回转驱动部分控制回转轴三百六十度旋转。

所述的回转驱动部分包括：第一减速机、第一防爆伺服电机和第一伺服控制器，其中： 第一伺服控制器与第一防爆伺服电机相连，第一防爆伺服电机与第一减速机相连，第一减速机 与回转轴相连。

所述的回转轴包括：第一齿轮、内齿轮圈和轴承，其中：第一齿轮设置于内齿轮圈内， 轴承设置于内齿轮圈两侧并与轨道小车相连。

所述的驱动机构包括：第二减速机、第二防爆伺服电机和第二伺服控制器，其中：第二 伺服控制器与第二防爆伺服电机相连，第二防爆伺服电机与第二减速机相连，第二减速机与行 走机构相连。