地面容易倾翻。为此，根据菱形摆放双轮差速驱动移动机构的特点，在利用其原有优点的基础上，提出了种三段菱形结构图，以提高其对地的适应性和越障能力。三段菱形机构移动机构的主体部分分为段，通过俯仰电机控制ⅠⅡ段之间的转动，Ⅲ段通过可以灵活转动的铰链连接，轮，轮为各自带控制电机的驱动轮，上下对称分布个从动轮。在翻越障碍的时候，可以通过控制俯仰电机来调整Ⅱ段之间的角度，避免出现主动轮悬空或车体碰到障碍物的情况。图三段菱形机构轨迹规划机器人在主从遥控控制方式下工作时，由工作人员通过操作器实现对机器人的主从遥控操作，各自由度的动作完全由工作人员的实时操作决定。在自动轨迹规划控制工作方式时，机器人根据事先示教过程中选取的若干特征点，实现对运动轨迹的自动再现。由于本机器人工作环境的特点，在作业过程中主要是平面施工作业。结合机器人自身结构设计的特点，可实现对这种作业方式的机器人运动轨迹的规划。本方案采用折返扫描式喷射，分工作面先后喷涂。图喷射轨迹图喷枪的喷矩模型图喷枪路径由于机器的结构设计采用直角坐标的方案，因此对于机器人处于平面垂直面斜面和平顶面施工作业时的轨迹规划变得相对简单。首先，可将机器人移至合适位臵，使垂直坐标导轨平行于待作业平面，并将喷枪移至工作初始位臵，然后根据除锈或喷漆工艺要求所决定的水平坐标导轨移动的步距，规划器计算出水平坐标导轨每步运动的输出控制增量，从而使该导轨在平行于工作面的垂直坐标导轨上作固定步长的运动，并结合喷枪移动机构的往返运动，即可自动实现连续的矩形作业面。防爆设计喷漆机器人用于在封闭的喷漆间内喷涂工件内外表面,由于喷漆间内的漆雾是易燃易爆的，根据中规定的易燃易爆区域等级来看，喷漆间属级组或级组区城，如果机器人的个部件产生火花或温度过高，就会引燃喷漆间内的易嫌物质，引起喷漆间内的大火，甚引起爆炸，造成不必要的人员伤亡和巨大的经济损失。所以，防爆系统的设计是设计电动喷漆机器人很重要的部分，绝对不可掉以轻心。电动喷漆机器人是由或二伺服电机与液压电机驱动的。运转时，可能会产生火花，电缆线与电器接线盒的接口等处也可能会产生火花。根据标准，机器人的电机电器接线盒电缆线等都应封闭在密封的壳体内，使它们与危险的漆雾隔离。同时配备套空气净化系统，用供气管向这些密封的壳体内不断地输送清洁的不可燃的高于周围大气压的保护气体,以防止外界易燃气体的进入机器人。按此方法设计的结构称为通风式正压防爆结构。目前国际上最先进的电动喷漆机器人，电动喷漆机器人和涂王电动喷漆机器人的防爆系统均是按照标准设计的通风式正压防爆系统。气压设备与喷枪的选定在空气喷涂场合，涂料雾化的动力是压缩空气，它直接参与喷涂，如果压缩空气的清洁度差，含油含水超标，则直接影响油膜的质量，会产生针孔缩孔等涂膜弊病，故本方案采用高压无气喷漆机构，其设备包括高压泵蓄压器过滤器高压软管以及喷枪等。其结构示意图如图所示。图无气喷漆机构示意图高压泵无气喷涂设备是利用压缩空气作动力，通过高压泵驱动活塞作往复运动。泵的上部为空气缸，内有压缩空气换向机构，使气缸上下交替进入压缩空气，活塞上下运动带动高压部分上下运动，使涂料吸入并排出定压力的涂料。气动型喷涂机般标有压力比，比值般为∶，即当进入泵气缸内的压缩空气压力为个大气压，涂料压力就达到个大气压理论值。蓄压器蓄压器主要是起涂料液压稳定作用。因柱塞往复泵在上下两个死点时速度等于零，所以易产生压力波动。增设了蓄压器，可减少涂料在喷涂时的压力波动，提高喷涂质量。蓄压器结构比较简单，上下有两个封头，涂料从底部进入，在进口处有滚珠单向阀。过滤器因为喷嘴的孔很小，稍有不洁就会堵塞。因此，涂料的过滤尤为重要。无气喷涂设备有两个过滤器,是装在涂料吸入口的盘形过滤器，目的是除去涂料中的杂质污物第二个过滤器装在蓄压器与高压软管之间，其作用是滤清残存在柱塞缸及蓄压器内的漆料。因为这些剩漆残存时间稍长，就会起皮结块，形成堵塞喷嘴的杂物。实践证明，若在喷枪的进漆处再装个小型的管状过滤器，就可以确保喷嘴不被堵塞。过滤器的钼丝须经常清洗，以确保良好的喷漆效果。高压软管蓄压器和喷枪之间用高压软管联接。对高压软管的要求是应选择与涂料源相当的工作压力的耐高压软管，否则会不安全因为涂料中含有甲苯二甲苯等溶剂，故要选择耐油耐强溶剂的软管，以保证其有定的使用寿命轻便，柔软，便于携带和操作。喷枪无气喷枪由枪体涂料喷嘴过滤器网顶针扳机和密封垫连接部件等构成。无气喷枪与空气喷枪不同，它只有涂料通道，而没有压缩空气通道。由于涂料通道要承受高压，故无气喷枪需具有优异的耐压密封性，以防高压涂料泄漏。同时，枪体要轻巧，扳机启闭灵敏，与高压软管连接处其转动要灵活操作要方便。图喷射角与距离控制系统硬件系统组成工控机主要具有操作直观控制精度高抗干扰能力强等性能，因此很多控制系统中都采用工控机作为控制系统的核心。但喷漆机器人工作环境比较恶劣复杂，又要受其工作空间范围的限制，因此在设计控制系统时，要求体积小操作简便工作可靠抗干扰能力强。可编程逻辑控制器是自动控制技术计算机技术和通讯技术相结合的产物，是种专门用于过程控制的现场设备。目前它已成为种成熟的商业化的工业控制产品，具有价下运动，使涂料吸入并排出定压力的涂料。气动型喷涂机般标有压力比，比值般为∶，即当进入泵气缸内的压缩空气压力为个大气压，涂料压力就达到个大气压理论值。蓄压器蓄压器主要是起涂料液压稳定作用。因柱塞往复泵在上下两个死点时速度等于零，所以易产生压力波动。增设了蓄压器，可减少涂料在喷涂时的压力波动，提高喷涂质量。蓄压器结构比较简单，上下有两个封头，涂料从底部进入，在进口处有滚珠单向阀。过滤器因为喷嘴的孔很小，稍有不洁就会堵塞。因此，涂料的过滤尤为重要。无气喷涂设备有两个过滤器,是装在涂料吸入口的盘形过滤器，目的是除去涂料中的杂质污物第二个过滤器装在蓄压器与高压软管之间，其作用是滤清残存在柱塞缸及蓄压器内的漆料。因为这些剩漆残存时间稍长，就会起皮结块，形成堵塞喷嘴的杂物。实践证明，若在喷枪的进漆处再装个小型的管状过滤器，就可以确保喷嘴不被堵塞。过滤器的钼丝须经常清洗，以确保良好的喷漆效果。高压软管蓄压器和喷枪之间用高压软管联接。对高压软管的要求是应选择与涂料源相当的工作压力的耐高压软管，否则会不安全因为涂料中含有甲苯二甲苯等溶剂，故要选择耐油耐强溶剂的软管，以保证其有定的使用寿命轻便，柔软，便于携带和操作。喷枪无气喷枪由枪体涂料喷嘴过滤器网顶针扳机和密封垫连接部件等构成。无气喷枪与空气喷枪不同，它只有涂料通道，而没有压缩空气通道。由于涂料通道要承受高压，故无气喷枪需具有优异的耐压密封性，以防高压涂料泄漏。同时，枪体要轻巧，扳机启闭灵敏，与高压软管连接处其转动要灵活操作要方便。图喷射角与距离控制系统硬件系统组成工控机主要具有操作直观控制精度高抗干扰能力强等性能，因此很多控制系统中都采用工控机作为控制系统的核心。但喷漆机器人工作环境比较恶劣复杂，又要受其工作空间范围的限制，因此在设计控制系统时，要求体积小操作简便工作可靠抗干扰能力强。可编程逻辑控制器是自动控制技术计算机技术和通讯技术相结合的产物，是种专门用于过程控制的现场设备。目前它已成为种成熟的商业化的工业控制产品，具有价格低廉可靠性高抗干扰能力强无故障时间长等显著特点，因此在控制系统中采用作为上下位机进行运动控制，不仅使机器人控制系统轻巧灵活，并能使体积大大减小成本大大降低。系统采用的系列的，中央处理单元为，具有输入输出及个通讯接口。根据实际情况的使用，上位机需要输入扩展模块个即模块，具有位输入扩展模块个即模块具有路模拟量输入。下位机除了外，输出扩展模块个即模块，具有位输出，扩展模个也采用模块。控制系统结构如图所示。图控制系统结构图控制系统的原理如下上位机与操纵台相连，操纵台由系列控制开关和电位器组成，用于接收操作者的信息，这些开关与上位机和输入扩展模块的输入口相连，将开关信号传到和输入扩展模块里，电位器将测量到的位臵信号通过模块将模拟量转化为数字量，并输入到上位机。通过上位机和下位机的通讯，将这些数据传输到下位机。同时上位机接收来自下位机的温度位臵角度等状态信息，为了将这些数据显示，选用性价比较高的数码管通过与上位进行相应的连接后，就能将这些数据准确的显示出来。机器人机体上的摄像头将机器人工作现场的画面实时传送到控制台的显示器上，在显示器上实时反映机器人的工作状态。下位机主要进行动作控制。它方面要接收上位机传过来的运动指令，并和输出扩展模块起通过继电器组对直流电机驱动器进行开关控制，达到对相应的直流电机进行运动控制的目的另方面，从工作现场采集温度位臵角度等模拟信号，通过模块将其模拟量转换为数字量。通过与上位机的通讯，将这些数据传送到上位上。的串行通信接口是标准接口，包括两根差分数据线，抗干扰性好，通信距离长。与其相连接的数据信号传输媒介多用光缆和电缆，光缆传输容量大，传输距离长，抗电磁干扰能力强，但是安装技术要求高，最小弯曲半径要求严格，而且光纤扭绞易发生光缆断裂，给实际应用造成隐患，并且光缆价格相对昂贵。因此本系统选用电缆作为信号传输媒介，价格便宜，安装方便，而且因为本系统工作距离小，信号传输距离短。经试验，电缆完全能满足系统所需的性能要求。软件系统的设计控制系统的控制流程如图所示图控制系统流程图系统控制过程为，用户将机器人参考输入信号通过操纵台输入到上位中，对这些指令进行处理，转换为控制信号，发送到下位的上，下位的将接收到上位的的信号转化成开关控制信号，控制安装在机器人体上的直流电机。与此同时，下位机采集现场由传感器发来的信号，并进行处理转换成数据，传送到上位机上，上位机接收下位机反馈的现场数据，通过数码管将这些数据显示出来。控制系统的程序流程根据移动机器人工作的要求，首先确定机器人各个电机工作的相互关系，然后画出程序流程图，最后由的输入输出的逻辑关系编写梯形图，其上下位机的程序流程图如图所示。图上位机程序流程图图下位机程序流程图结束语本课题是为了改进喷漆行业传统的人工作业方式，设计了种自动喷漆装臵，该装臵主要由控制机器人和喷涂系统组成。其中控制机器人采用直角坐标方法设计，通过控制喷枪机构与移动底盘在笛卡尔直角坐标中的坐标与其运动轨迹，以达到设定的工作效果。设计了控制机器人的本体结构，包括立架导轨喷枪拉升机构以及移动底盘的驱动与转向系统，设计了控制系统的整体框图，并给出了控制机器人自动工作方式的轨迹规划。同时选取了适合的喷漆设备，从而构成完整的隔爆器外壳体的自动喷漆机设计。该自动喷漆机具有喷涂质量好工作性能稳定等优点。不仅可以实现生产自动化,减轻操作工人的劳动强度,改善工作环境，同时以机械喷涂取代人工喷涂，消除了喷涂作业中人为因素对产品质量的影响,提高工作效率和施工质量,具有定的实用价值。为提高其性价比，应继续进行完善和优化，使之性能更加稳定可靠，最终将其产品