專利名稱：一種驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機的制作方法
一種驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于機械制造及交通運輸領(lǐng)域，涉及一種汽車涂裝輸送裝置。
背景技術(shù)：
前處理、電泳是車身在涂裝車間的一道重要表面預(yù)處理工序。前處理、電泳過程中，車身固定在輸送機上，通過輸送機的動作實現(xiàn)車身的前進、升降和翻轉(zhuǎn)等動作，因此前處理、電泳輸送機的性能好壞直接影響著車身的表面預(yù)處理質(zhì)量。傳統(tǒng)的輸送機(推桿懸鏈、擺桿運輸鏈、自行葫蘆)對漆前表面處理和電泳都不同程度地存在難以解決的問題或不利影響，如處理槽體無效容積大、吊具污染、車身封閉腔排氣不良、帶液量大等，存在這些問題的根本原因在于傳統(tǒng)輸送機無法實現(xiàn)車身翻轉(zhuǎn)。車身翻轉(zhuǎn)技術(shù)是一種車身在運動過程中，在前進的同時可以進行縱向翻滾的技術(shù)，主要應(yīng)用于涂裝車間前處理和電泳各工序間的強力沖洗、浸潰過程的輸送。
目前，現(xiàn)代化汽車涂裝線上的輸送系統(tǒng)多采用RoDip輸送機和多功能穿梭機。新一代實現(xiàn)車身翻轉(zhuǎn)的RoDip輸送機和多功能穿梭機，從全新的理念上徹底克服了傳統(tǒng)輸送機的問題，縮小了處理槽的容積，降低了運行成本，提高了涂層質(zhì)量。但是，RoDip輸送機和多功能穿梭機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備投資及運行、維護費用高。此外，RoDip輸送機和多功能穿梭機在結(jié)構(gòu)上也有一定的缺陷，兩者均采用懸臂結(jié)構(gòu)，懸臂梁很難承受較重載荷，因此單機只適合于小型轎車的電泳涂裝。例如，為了對大、重型汽車車身進行涂裝，需要同時使用兩臺多功能穿梭機(參考中國發(fā)明專利200410003154.2)，這就導(dǎo)致控制復(fù)雜，效率低，費用高。
并聯(lián)機構(gòu)作為 串聯(lián)機構(gòu)的一個重要補充，在一些應(yīng)用場合，不僅可以實現(xiàn)串聯(lián)機構(gòu)的功能，且具有剛度高、承載能力強、模塊化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊等特性。如果將并聯(lián)機構(gòu)應(yīng)用于車身電泳輸送設(shè)備中，其輸送對象可以垂直入槽、船形槽改為矩形槽，能夠較方便的實現(xiàn)汽車滾浸工藝。另外，動力學(xué)負(fù)載能力是輸送機的一項非常重要性能指標(biāo)，在并聯(lián)機構(gòu)輸送機中引入驅(qū)動冗余可以進一步提高輸送機的最大動力學(xué)負(fù)載能力，適應(yīng)不同車型和不同大小車身的輸送。因此，開發(fā)驅(qū)動冗余并聯(lián)機構(gòu)輸送機對提高輸送機最大動力學(xué)負(fù)載能力，實現(xiàn)涂裝線上的柔性化生產(chǎn)具有重要意義。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了適應(yīng)汽車涂裝生產(chǎn)線對輸送機柔性化的需求，引入驅(qū)動冗余，提出一種驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機。具有結(jié)構(gòu)簡單、易制造、剛度高和動態(tài)性能好的優(yōu)點；可實現(xiàn)對車體的升降和前后傾斜，有效地保證了車體的前處理及電泳表面處理的質(zhì)量。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機，其特征在于，該輸送機包括行走機構(gòu)和升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)兩個功能部件，以及安裝在升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)上的車體固定架；所述升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括冗余并聯(lián)機構(gòu)和連接機構(gòu)，冗余并聯(lián)機構(gòu)連接在行走機構(gòu)上，并通過連接機構(gòu)連接成一整體，車體固定架安裝在連接機構(gòu)上，待加工的車體安裝在車體固定架上。
所述冗余并聯(lián)機構(gòu)包括第一冗余并聯(lián)機構(gòu)和第二冗余并聯(lián)機構(gòu)，兩者在機構(gòu)上完全對稱，；每個冗余并聯(lián)機構(gòu)包括四個相同的分支和一個伸縮分支和動平臺；四個分支及伸縮分支的一端分別與動平臺連接，四個分支和一個伸縮分支的另一端分別連接在行走機構(gòu)上；所述四個分支在空間上呈‘X’形布置，各個分支在結(jié)構(gòu)上相同；兩個動平臺之間通過連接機構(gòu)連接。
所述伸縮分支包括伸縮連桿、伸縮套筒、和若干轉(zhuǎn)動副；伸縮連桿一端通過轉(zhuǎn)動副與行走機構(gòu)相連，另一端套在伸縮套筒中，伸縮套筒另一端通過轉(zhuǎn)動副與動平臺相連；伸縮連桿沿伸縮套筒進行伸縮運動，調(diào)整伸縮分支的長度，實現(xiàn)對動平臺位置的調(diào)整。
本發(fā)明的有益效果是:其具有結(jié)構(gòu)簡單、易制造、剛度高和動態(tài)性能好的優(yōu)點；其輸送對象可以垂直入槽、船形槽改為矩形槽、節(jié)省了涂裝線的占地面積、降低了漆液的成本；其結(jié)構(gòu)合理、投資省、運行費用低，可實現(xiàn)對車體的升降和前后傾斜，有效地保證了車體的前處理及電泳表面處理的質(zhì)量。此外，采用了驅(qū)動冗余方式，輸送機具有更高的剛度及動力學(xué)負(fù)載能力，適合于不同車型和不同大小車身的涂裝，適合生產(chǎn)線上的柔性生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明實施例的總體 結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明實施例的行走機構(gòu)示意圖
圖3為本發(fā)明實施例的冗余并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為冗余并聯(lián)機構(gòu)中定長分支結(jié)構(gòu)示意圖
圖5為冗余并聯(lián)機構(gòu)中伸縮分支結(jié)構(gòu)示意圖
圖6為本發(fā)明實施例的車體固定架結(jié)構(gòu)示意圖
圖7為本發(fā)明實施例中的動平臺和連接機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中:01_導(dǎo)軌、2-行走底座、3-立柱、4-橫梁、5-動平臺、6-第一分支、7-第二分支、8-第三分支、9-第四分支、10-伸縮分支、11-連接機構(gòu)、12-車體固定架、13-待加工的車體、011-右側(cè)導(dǎo)軌、012-左側(cè)導(dǎo)軌、013支撐腳、21-右側(cè)底座、22-左側(cè)底座、31-右后立柱、32-右前立柱、33-左后立柱、34-右后立柱、41-右橫梁、42左橫梁、43-后橫梁、44-前橫梁、61-第一連桿、62-第一滑塊、63-第一轉(zhuǎn)動副、64-第二轉(zhuǎn)動副、71-第二連桿、72-第二滑塊、73-第三轉(zhuǎn)動副、74-第四轉(zhuǎn)動副、81-第三連桿、82-第三滑塊、83-第五轉(zhuǎn)動副、84-第六轉(zhuǎn)動副、91-第四連桿、92-第四滑塊、93-第七轉(zhuǎn)動副、94-第八轉(zhuǎn)動副、101-伸縮桿、102-伸縮套筒、103-第九轉(zhuǎn)動副、104-第十轉(zhuǎn)動副、111、前段連板、112-后端連板、121-固定吊具、122-右固定爪、123-左固定爪具體實施方式
本發(fā)明驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機結(jié)合附圖及實施例詳細(xì)說明如下:
本發(fā)明的驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機一個實施例的結(jié)構(gòu)如圖1所示，本發(fā)明所述的輸送機包括行走機構(gòu)和固定在行走機構(gòu)上的升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)兩個功能部件，以及安裝在升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)上的車體固定架12。所述升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括冗余并聯(lián)機構(gòu)和連接機構(gòu)11，冗余并聯(lián)機構(gòu)直接連接在行走機構(gòu)上，并通過連接機構(gòu)11連接成一整體；車體固定架12安裝在連接機構(gòu)11上，待加工的車體13安裝在車體固定架12上。由于本發(fā)明專利采用了驅(qū)動冗余方式，輸送機具有較高的剛度及動力學(xué)負(fù)載能力，適合于不同車型和不同大小車身的涂裝，適合生產(chǎn)線上的柔性生產(chǎn)。
上述各部分具體結(jié)構(gòu)分別說明如下:
本實施例的行走機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，所述行走機構(gòu)包括導(dǎo)軌01、行走底座2、立柱3和橫梁4。所述導(dǎo)軌01由右側(cè)導(dǎo)軌011、左側(cè)導(dǎo)軌012和支撐腳013組成，導(dǎo)軌011、012為相同的條狀結(jié)構(gòu)，兩者位于同一高度且相互平行，支撐腳013沿導(dǎo)軌分布在導(dǎo)軌下方，起到支撐整個行走機構(gòu)的作用。行走底座2由右側(cè)底座21和左側(cè)底座22組成，底座21、22為相同的條狀結(jié)構(gòu)，其下部設(shè)有與導(dǎo)軌相配合的凹槽，上部兩端與立柱3相連接，底座21、22由驅(qū)動器(圖中未畫出)驅(qū)動，分別沿導(dǎo)軌011、012運動，完成輸送機在生產(chǎn)線上的運動功能。立柱3由右后立柱31、右前立柱32、左后立柱33和左前立柱34組成，每個立柱為長條狀中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有絲杠等驅(qū)動裝置(圖中未畫出)，驅(qū)動冗余并聯(lián)機構(gòu)運動。立柱31、32下方固定在右側(cè)底座21的兩端，立柱33、34下方固定在左側(cè)底座22的兩端，四個立柱上方通過橫梁4相互連接。橫梁4由右橫梁41、左橫梁42、后橫梁43和前橫梁44組成。橫梁41、42為長條狀結(jié)構(gòu)，中部有與冗余并聯(lián)機構(gòu)連接的轉(zhuǎn)動副，橫梁43、44下方分別有兩個三角形支撐結(jié)構(gòu)，用于提高橫梁的承載能力。
在本實施例中，所述冗余并聯(lián)機構(gòu)包括第一冗余并聯(lián)機構(gòu)和第二冗余并聯(lián)機構(gòu)，分別通過絲杠連接在行走機構(gòu)兩側(cè)的立柱上，兩者之間通過連接機構(gòu)連接；兩者在機構(gòu)上完全對稱，以第一冗余并聯(lián)機構(gòu)為例對冗余并聯(lián)機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)進行說明。如圖3所示，第一冗余并聯(lián)機構(gòu)包括第一分支6、第二分支7、第三分支8、第四分支9、伸縮分支10以及動平臺5。分 支6、7、8、9及伸縮分支10的一端分別通過轉(zhuǎn)動副與動平臺5連接，分支6、7的另一端分別通過絲杠連接在右后立柱31上，分支8、9的另一端分別通過絲杠連接在右前立柱32上，伸縮分支10的另一端通過轉(zhuǎn)動副連接在右橫梁41上。所述分支6、7、8、9在空間上呈‘X’形布置，各個分支在結(jié)構(gòu)上相同，以第一分支6為例對各個分支的具體結(jié)構(gòu)進行說明。如圖4所示，第一分支6包括第一連桿61、第一滑塊62、第一轉(zhuǎn)動副63和第二轉(zhuǎn)動副64。第一連桿61為長條狀結(jié)構(gòu),其一端通過第一轉(zhuǎn)動副63與第一滑塊62相連,另一端通過第二轉(zhuǎn)動副64與動平臺5相連。第一滑塊62通過絲杠與行走機構(gòu)中的右后立柱31相連，通過絲杠傳動實現(xiàn)沿右后立柱31的運動，從而帶動第一連桿61運動，實現(xiàn)升降和翻轉(zhuǎn)功能。如圖5所示，伸縮分支10包括伸縮連桿101、伸縮套筒102、第九轉(zhuǎn)動副103和第十轉(zhuǎn)動副104。伸縮連桿101為圓柱狀結(jié)構(gòu)，伸縮套筒102為中空圓柱狀結(jié)構(gòu)，伸縮連桿101一端通過第九轉(zhuǎn)動副103與行走機構(gòu)中的右橫梁41相連，另一端套在伸縮套筒102中，伸縮套筒102另一端通過第十轉(zhuǎn)動副104與動平臺5相連。伸縮連桿101可以通過絲杠驅(qū)動沿伸縮套筒102進行伸縮運動，調(diào)整伸縮分支10的長度，實現(xiàn)對動平臺5位置的調(diào)整。
本實施例中的車體固定架的具體結(jié)構(gòu)如圖6所示，所述車體固定架12包括固定吊頂121、右固定爪122和左固定爪123。車體固定架12通過固定吊頂121固定在連接機構(gòu)上，待加工車體13通過固定爪122、123固定在車體固定架12上。
在本實施例中，為了提高機構(gòu)的整體剛度，動平臺5與連接機構(gòu)11做一體化設(shè)計和制造，如圖7所示。連接機構(gòu)11由前段連板111和后端連板112組成，分別連接在動平臺5的兩端，起到連接第一、二冗余并聯(lián)機構(gòu)的作用，實現(xiàn)兩個冗余并聯(lián)機構(gòu)的同步運動。
本實施例的工作原理是上述第一分支6、第二分支7、第三分支8、第四分支9、伸縮分支10、動平臺5、右后立柱31、右前立柱32和右橫梁41構(gòu)成了平面并聯(lián)機構(gòu)。連桿61、71、81、91均為定長桿，滑塊62、72、82、92可以分別通過絲杠驅(qū)動實現(xiàn)在立柱31、32上做垂直方向運動，從而控制連桿61、71、81、91的位置，再通過伸縮連桿101和伸縮套筒102的伸縮運動實現(xiàn)桿長的變化，從而控制動平臺5的位置，使得動平臺5可以在平面內(nèi)做平動升降和轉(zhuǎn)動翻轉(zhuǎn)的運動，實現(xiàn)了并聯(lián)機構(gòu)平面三自由度運動。
在工作時，車體13安裝在車體固定架12上，行走底座2由驅(qū)動器驅(qū)動沿導(dǎo)軌I運動，第一冗余并聯(lián)機構(gòu)和第二冗余并聯(lián)機構(gòu)同步運動，實現(xiàn)車體13升降和翻轉(zhuǎn)運動的控制。當(dāng)?shù)谝环种?、第二分支7的運動和第三分支8、第四分支9的運動同步時，車體13實現(xiàn)垂直方向運動，反之 ，車體13實現(xiàn)水平方向運動和翻轉(zhuǎn)運動的復(fù)合運動。
在實際操作中，利用本發(fā)明所述的驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機對車體在電泳涂裝生產(chǎn)線上進行輸送。
本發(fā)明以一個汽車涂裝輸送機為例進行了說明，但是可以理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對平面機構(gòu)的機構(gòu)和數(shù)量按照要求進行的適當(dāng)調(diào)整，或?qū)φw結(jié)構(gòu)進行顯而易見的替換或修改均應(yīng)在本發(fā)明的技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機，其特征在于，該輸送機包括行走機構(gòu)和升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)兩個功能部件，以及安裝在升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)上的車體固定架；所述升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括冗余并聯(lián)機構(gòu)和連接機構(gòu)，冗余并聯(lián)機構(gòu)連接在行走機構(gòu)上，并通過連接機構(gòu)連接成一整體，車體固定架安裝在連接機構(gòu)上，待加工的車體安裝在車體固定架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機，其特征在于，所述冗余并聯(lián)機構(gòu)包括第一冗余并聯(lián)機構(gòu)和第二冗余并聯(lián)機構(gòu)，兩者在機構(gòu)上完全對稱，；每個冗余并聯(lián)機構(gòu)包括四個相同的分支和一個伸縮分支和動平臺；四個分支及伸縮分支的一端分別與動平臺連接，四個分支和一個伸縮分支的另一端分別連接在行走機構(gòu)上；所述四個分支在空間上呈‘X’形布置，各個分支在結(jié)構(gòu)上相同；兩個動平臺之間通過連接機構(gòu)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機，其特征在于，所述伸縮分支包括伸縮連桿、伸縮套筒、和若干轉(zhuǎn)動副；伸縮連桿一端通過轉(zhuǎn)動副與行走機構(gòu)相連，另一端套在伸縮套筒中，伸縮套筒另一端通過轉(zhuǎn)動副與動平臺相連；伸縮連桿沿伸縮套筒進行伸縮運動，調(diào)整伸縮分支的長度，實現(xiàn)對動平臺位置的調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動冗余汽車涂裝輸送機，屬于機械制造及交通運輸領(lǐng)域，該輸送機包括行走機構(gòu)和升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)兩個功能部件，以及安裝在升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)上的車體固定架；所述升降翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括冗余并聯(lián)機構(gòu)和連接機構(gòu)，冗余并聯(lián)機構(gòu)直接連接在行走機構(gòu)上，并通過連接機構(gòu)連接成一整體；車體固定架安裝在連接機構(gòu)上，待加工的車體安裝在車體固定架上。由于本發(fā)明的輸送機采用了驅(qū)動冗余方式，可以提高輸送機的剛度及最大動力學(xué)負(fù)載能力，使其能夠適用于不同車型和大小車身的輸送，增加了涂裝輸送機的柔性。
文檔編號C25D13/00GK103215631SQ20131014369
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者吳軍, 王立平, 陳曉磊, 劉辛軍, 李鐵民 申請人:清華大學(xué)