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申请/专利权人：天津大学

摘要：一种高柔性六自由度喷涂机器人，基座组件作为喷涂机器人的基础，下端通过螺钉固定在地面或工作台上；腰部关节组件的首端口能够沿水平面旋转的连接在基座组件的上端口上；大臂关节组件的首端口能够沿垂直面旋转的连接在腰部关节组件的尾端口上；小臂关节组件的首端口能够沿垂直面旋转的连接在大臂关节组件的尾端口上；三自由度中空手腕的首端固定在小臂关节组件的尾端上，三自由度中空手腕的尾端固定连接静电旋杯喷枪；基座组件、腰部关节组件、大臂关节组件和小臂关节组件均为中空结构并共同形成喷涂机器人的密封腔，密封腔内设置有内部走线管，喷涂机器人外侧设置有第一外部走线管。本发明运动灵活性和柔性好，可执行喷涂任务的范围广。

主权项：1.一种高柔性六自由度喷涂机器人，其特征在于，包括有依次设置的基座组件（1）、腰部关节组件（2）、大臂关节组件（3）、小臂关节组件（4）、三自由度中空手腕（5）和用于喷涂的静电旋杯喷枪（6），其中，所述的基座组件（1）作为喷涂机器人的基础，下端通过螺钉固定在地面或工作台上；所述腰部关节组件（2）的首端口能够沿水平面旋转的连接在所述基座组件（1）的上端口上；所述大臂关节组件（3）的首端口能够沿垂直面旋转的连接在所述腰部关节组件（2）的尾端口上；所述小臂关节组件（4）的首端口能够沿垂直面旋转的连接在所述大臂关节组件（3）的尾端口上；所述的三自由度中空手腕（5）的首端固定在所述小臂关节组件（4）的尾端上，所述三自由度中空手腕（5）的尾端固定连接所述的静电旋杯喷枪（6）；所述的基座组件（1）、腰部关节组件（2）、大臂关节组件（3）和小臂关节组件（4）均为中空结构并共同形成喷涂机器人的密封腔，所述的密封腔内设置有与外部控制柜相连、用于向腰部关节组件（2）、大臂关节组件（3）和小臂关节组件（4）提供电源和控制信号的内部走线管（8），所述腰部关节组件（2）、大臂关节组件（3）和小臂关节组件（4）的外侧设置有与外部喷涂系统的气源和涂料源相连、用于给静电旋杯喷枪（6）提供喷气和涂料的第一外部走线管（7a）；所述的腰部关节组件（2）包括有腰部关节壳体（2-1），腰部关节组件首端口（2-7）形成在所述腰部关节壳体（2-1）的底端，所述腰部关节组件首端口（2-7）的外侧设置有与基座主体（1-1）的上端口（1-4）相连接的第一RV减速机（2-4），所述首端口（2-7）的内侧通过第一电机安装面（2-11）设置有与所述的第一RV减速机（2-4）相连、用于驱动所述的第一RV减速机（2-4）带动所述腰部关节组件（2）水平旋转的第一电机（2-2），所述腰部关节组件首端口（2-7）的外侧边上设置有与基座组件（1）上的基座固定限位挡块（1-5）相配合、对腰部关节组件（2）的旋转进行限位的腰部关节可调限位挡块（2-6）；腰部关节组件尾端口（2-8）形成在所述腰部关节壳体（2-1）的侧面，所述腰部关节组件尾端口（2-8）的外侧设置有与所述大臂关节组件（3）相连接的第二RV减速机（2-5），所述腰部关节组件尾端口（2-8）的内侧通过第二电机安装面（2-10）设置有与所述的第二RV减速机（2-5）相连、用于驱动所述的第二RV减速机（2-5）带动所述大臂关节组件（3）沿垂直面旋转的第二电机（2-3），所述腰部关节组件尾端口（2-8）的外侧边上设置有用于对所述大臂关节组件（3）的旋转进行限位的腰部关节固定限位挡块（2-9），所述内部走线管（8）为所述第一电机（2-2）和第二电机（2-3）提供动力线和信号线，所述内部走线管（8）的尾端依次贯穿第一RV减速机（2-4）、腰部关节壳体（2-1）和第二RV减速机（2-5）进入所述的大臂关节组件（3）；所述的大臂关节组件（3）包括有大臂主体（3-1），大臂关节组件首端口（3-8）形成在所述大臂主体（3-1）一端的侧面，大臂关节组件首端口（3-8）的内侧形成有用于固定腰部关节组件（2）上的第二RV减速机（2-5）的第二RV减速机固定环（3-9），大臂关节组件首端口（3-8）上设置有与腰部关节组件（2）上的腰部关节固定限位挡块（2-9）相配合、对大臂关节组件（3）的旋转进行限位的大臂关节组件可调限位挡块（3-2），大臂关节组件尾端口由第一尾端口（3-10）和第二尾端口（3-11）构成，所述第一尾端口（3-10）和第二尾端口（3-11）对称的形成在所述大臂主体（3-1）另一端的两侧，其中，所述第一尾端口（3-10）的外侧设置有用于对所述小臂关节组件（4）的旋转进行限位的大臂关节固定限位挡块（3-12）；所述大臂主体（3-1）一侧的中部形成有与内部连通的第一开口（3-14），所述第一开口（3-14）内通过安装板定位件（3-13）设置有用于安装外部喷涂系统中的阀岛（3-6）、比例阀（3-7）的安装板（3-5），所述大臂主体（3-1）与所述第一开口（3-14）相邻的一侧面上设置有第二开口（3-15），所述第二开口（3-15）上设置有输入端分别与所述安装板（3-5）上的阀岛（3-6）、比例阀（3-7）相连、输出端分别连接第二外部走线管（7b）的大臂输出端盖（3-3），在位于所述大臂输出端盖（3-3）两侧的大臂主体（3-1）上设置有用于固定所述第一外部走线管（7a）以及第二外部走线管（7b）的大臂外部走线管支架（3-4），所述内部走线管（8）的尾端依次贯穿第二RV减速机固定环（3-9）、大臂主体（3-1）和第二尾端口（3-11）进入所述的小臂关节组件（4），所述内部走线管（8）在大臂主体（3-1）内为所述阀岛（3-6）和比例阀（3-7）提供喷气、动力线和信号线；所述的小臂关节组件（4）包括有小臂主体（4-1），小臂关节组件首端口（4-13）设置在所述小臂主体（4-1）一端的侧面，所述小臂关节组件首端口（4-13）的外侧固定设置有第三RV减速机（4-4），所述第三RV减速机（4-4）的一端连接位于小臂关节组件首端口（4-13）内侧的用于驱动第三RV减速机（4-4）带动小臂关节组件（4）沿垂直面旋转的第三电机（4-3），所述第三RV减速机（4-4）的另一端固定连接大臂关节组件（3）的第一尾端口（3-10）上，所述小臂关节组件首端口（4-13）的外周边设置有与大臂关节组件（3）上的大臂关节固定限位挡块（3-12）相配合、对小臂关节组件（4）的旋转进行限位的小臂关节组件可调限位挡块（4-8），所述小臂主体（4-1）上对应大臂关节组件（3）中的第二尾端口（3-11）设置有中空的小臂辅臂件（4-2），所述小臂辅臂件（4-2）的一端与所述的第二尾端口（3-11）旋转连接，另一端通过中空的连接杆（4-14）固定连接在所述小臂主体（4-1）上，所述小臂主体（4-1）内设置有3个用于驱动所述三自由度中空手腕（5）带动所述的静电旋杯喷枪（6）工作的手腕电机（4-5），所述小臂主体（4-1）内还设置有2个齿轮泵电机（4-6），所述齿轮泵电机（4-6）的输出端连接齿轮泵（4-10），所述齿轮泵（4-10）的输入端连接设置在所述小臂主体（4-1）侧壁上的附件安装板（4-9）上的换色阀（4-11）的输出端，所述齿轮泵（4-10）的输出端通过贯穿三自由度中空手腕（5）的管线连接所述的静电旋杯喷枪（6），用于提供涂料，所述的换色阀（4-11）的输入端通过第二外部走线管（7b）连接设置在大臂关节组件（3）中的阀岛（3-6），以及通过第一外部走线管（7a）连接外部涂料系统，所述小臂主体（4-1）的另一端构成尾端口（4-16）连接所述三自由度中空手腕（5）的首端，所述内部走线管（8）的尾端依次贯穿小臂辅臂件（4-2）和中空的连接杆（4-14）进入所述的小臂主体（4-1），所述内部走线管（8）在小臂主体（4-1）内为所述第三电机（4-3）、手腕电机（4-5）和齿轮泵电机（4-6）提供动力线和信号线，所述小臂主体（4-1）上设置有用于固定第一外部走线管（7a）和第二外部走线管（7b）的小臂外部走线管支架（4-12）。

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