[0001] 本申请涉及喷砂处理设备领域，尤其是涉及一种耐磨料击打喷砂机器人活动臂。

[0002] 目前，各种设备或者工件，例如集装箱、汽车、数控机加工机床等,在装配工序完成后，往往需要在表面经过喷砂处理。喷砂处理是采用压缩空气为动力，将压缩空气引入喷头中，以在喷头内形成高速喷射束，将各种磨料，例如喷丸玻璃珠、钢丸、钢砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂等通过负压吸引的方式高速喷射到需被处理工件的表面，使工件外表面的机械性能发生变化。这种变化例如是由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，以此提高了工件的抗疲劳性，有助于增强后续喷涂油漆等涂料的工序时，工件表面和涂层之间的附着力，从而延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰，把表面的杂质、杂色及氧化层清除掉，同时使介质表面粗化，使基材表面残余应力和提高基材表面硬度的作用。

[0003] 传统的人工喷砂作业，作业难度高，工作强度大，并且环境恶劣。并且施工质量无法保障。在对设备进行喷砂处理，尤其对设备的狭缝等位置进行喷砂处理时，若采用人工操作喷砂枪的方式，往往操作空间狭小，视角以及作业空间受到严重限制，影响了作业质量和作业效率。

[0004] 鉴于人工喷砂作业存在的诸多限制，目前市面上已存在多款喷砂机器人，利用多轴（一般是三轴或四轴）机械臂来驱动其上的喷头移动，可在较为狭小的空间内进行长期作业，以降低作业强度。例如，申请号为201611262136.5的中国专利文献公开了一种喷砂机器人，具有四关节，四自由度，结构紧凑，末端执行机构的尺寸小。同时，本机器人采用伺服操作系统，可实现自动控制、重复编程，具备较高的定位精度和稳定性，能够在狭小的空间内准确定位和作业，作业快速灵活。设计较大的运行速度范围能满足喷砂时间节拍要求，能实现自动化，大大提高生产效率。

[0005] 而对于相关技术中的喷砂机器人，发明人认为存在有以下缺陷：在机械臂上设置的喷枪长期使用过程中，由于进气管路一般倾斜于磨料进料管路设置，使得高压气流由进气管路进入磨料进料管路并吹向连通至磨料进料管路的喷头的过程中，高压气流裹挟的大量磨料将持续冲击磨料进料管路内壁的特定位置，该特定位置具体为喷枪上正对进气管路连通至磨料进料管路的开口的内壁处，这就使得长期使用下喷枪内壁容易受磨料冲击而磨损，影响喷枪的密封性能和使用寿命，同时，由于内壁磨损，喷砂处理结束后残余磨料也易在内壁处堆积，且喷枪内壁因磨损而变得粗糙，磨料与喷枪内壁间的摩擦力增大，不利于清理残留的磨料，喷枪易堵塞。

[0030] 以下结合附图1‑9对本申请作进一步详细说明。

[0031] 本申请实施例公开一种耐磨料击打喷砂机器人活动臂100。参照图1，耐磨料击打喷砂机器人活动臂100包括：本体110和喷枪120。其中，本体110与喷枪120相连并用于驱动喷枪120移动。

[0032] 具体来说，本体110的构造可以是领域内常用的三轴/四轴机械臂，也可以是能够提供更多空间自由度的多轴机械臂，其用于驱动喷枪120在空间内活动，从而使喷枪120能够在空间内移动，到达待喷砂处理的工件、设备表面的附近，之后与喷枪120连接的气管在喷枪120内形成负压，吸引连接至喷枪120的输送磨料的管道中的磨料在喷枪120中活动，并从喷枪120中喷出至工件、设备的表面，实现喷砂处理。

[0033] 可以理解的是，喷枪120与本体110的连接方式可以是固定连接、转动连接等常规方式，例如本申请可通过一固定连接至本体110的固定环130，该固定环130套设至喷枪120外并通过螺纹连接等方式固定连接至喷枪120，从而将喷枪120安装至本体110。本领域技术人员可根据实际应用情况灵活地设置喷枪120在本体110上的安装形式，本申请不涉及对喷枪120与本体110连接方式的改进，这里不再赘述。

[0034] 考虑到相关技术中喷枪120难以耐磨料击打而磨损严重的问题，本申请作了以下改进，以下对喷枪120的结构作具体说明。

[0035] 具体来说，参考图2与图3，喷枪120包括：壳体121、管道连接件122、喷头123。其中，管道连接件122与喷头123分别连接于壳体121沿第一方向L1的两端，管道连接件122用于连接输送磨料的管道，使磨料能够进入壳体121内。喷头123则用于将磨料从壳体121内喷出至工件、设备表面而完成喷砂处理。

[0036] 参考图5‑6，壳体121内部设有沿第一方向L1延伸的送料空间121a，管道内的磨料可进入送料空间121a后，从喷头123喷出，即送料空间121a与喷头123、管道连通。壳体121形成送料空间121a的内壁至少部分呈圆柱状，圆柱状的内壁的死角较少，可减少磨料堆积，便于清理残留的磨料。

[0037] 壳体121的外周设有沿第二方向连通至送料空间121a的进气通道121b，进气通道121b与外部供气的气管连通，从而将气流从进气通道121b引导至送料空间121a中，气流在送料空间121a中流动时产生负压，裹挟管道内的磨料向喷头123移动，从而实现磨料从喷头
123中喷出的动作。

[0038] 在本申请中，限定第一方向L1平行于壳体121形成送料空间121a的圆柱状内壁的轴向，以使送料空间121a沿第一方向L1贯穿壳体121。同时，第二方向平行于壳体121内壁的切向，以使进气通道121b沿壳体121内壁的周向连通至送料空间121a，此时，气流可沿壳体121的圆柱状内壁的切向进入送料空间121a中。

[0039] 通过采用上述技术方案，高压气体由进气通道121b进入送料空间121a后，沿送料空间121a呈旋风状螺旋流动，过程中形成负压，裹挟由管道连接件122连接的磨料管道中的磨料，并最终将磨料从喷头123中喷出。螺旋状的行进气流使磨料大量地在磨料空间中部聚集流动，磨料颗粒与壳体121内壁的接触相对减少，尤其是这种设置避免了气流直接对冲壳体121内壁正对进气位置而产生的高速冲击，从而降低了壳体121内壁对应位置的磨损，使得喷枪120的耐磨料击打能力大幅提升。而壳体121内壁表面磨损降低，又使得磨料不易在送料空间121a中堆积，使喷枪120长期使用下仍能具有良好的流通性能。

[0040] 可选的方案中，进气通道121b形成于壳体121沿第一方向L1靠近管道连接件122的一侧，即进气通道121b设于壳体121远离喷头123的一端。

[0041] 通过采用上述技术方案，气流能够在壳体121内部流经相对较长的行程，确保气流能够在壳体121内停留较长时间，一方面能够避免气流过快地流出壳体121而无法形成螺旋状气流，另一方面也使气流距离管道连接件122上安装的管道更近，便于气流产生的负压裹挟管道运输的磨料移动，从而使磨料具有足够的移动速度，确保磨料从喷头123喷出至工件、设备表面时的动能，从而保证磨料在工件、设备表面的附着效果。

[0042] 可选的方案中，参考图6，为提升气体流速，进一步提升磨料在工件、设备表面的附着效果，限定壳体121形成送料空间121a的内壁包括圆锥段121c。圆锥段121c位于送料空间121a远离管道连接件122的一端并与喷头123连通，进一步可选的方案中方案中，圆锥段
121c与壳体121形成送料空间121a的圆柱状内壁同轴设置。

[0043] 通过采用上述技术方案，圆锥段121c的设置能够加快气体流速从而增大负压，提升磨料喷出喷头123时的冲击力从而保证磨料喷涂效果。且气流流速增大也能使磨料快速通过送料空间121a，减少磨料在送料空间121a中的残留堆积。

[0044] 可选的方案中，壳体121的外周呈圆周分布设有多个进气通道121b，即气流可分别沿多个进气通道121b分别进入送料空间121a中。进气通道121b的数量例如可以是3个、4个、5个、6个等，可根据喷枪120的尺寸大小等具体选取，在本申请中不对进气通道121b的数量作具体限制。

[0045] 考虑到实际使用时，一般通过一个气源对多个进气通道121b供气，采用上述技术方案时，气流被分成多股进入送料空间121a中，单股气流的流量等参数便得到限制，可进一步降低单股气流对壳体121内壁的冲击。而当壳体121内壁包含圆锥段121c时，圆锥段121c则将气流提速处理，保证了磨料从喷头123喷出时的动能。

[0046] 参考图3，作为具体可实施的对进气通道121b供气的方式，可进一步限定喷枪120还包括：气管连接件124。其中，气管连接件124固定连接至壳体121的外周，例如气管连接件124套设在壳体121上，其沿第一方向L1远离喷头123的一端通过螺纹连接等方式与壳体121固定连接。气管连接件124内部设有气腔124a，气腔124a位于壳体121外壁与气管连接件124的内壁之间。气管连接件124沿第一方向L1的一端设置有与气腔124a连通的气管接口124b，该气管接口124b可一体成型于气管连接件124，也可采用螺纹固定等方式连接至气管连接件124，且该气管接口124b用于连接外部气管，这样一来，外部气管便能够向气腔124a内供气，进而向进气通道121b和送料空间121a通气。

[0047] 在本申请中，可进一步限定进气通道121b位于气腔124a内部且位于气管连接件124远离气管接头的一端，即进气通道121b沿第一方向L1远离气管接头。

[0048] 可以理解的是，在上述方案中，气体经由气管接口124b和气腔124a进入进气管道，最终进入送料空间121a，进气通道121b与气管接口124b相互远离设置的方式能使气体在气腔124a中流过时，带走壳体121因与磨料摩擦产生的热量，使喷枪120在较低温度下持续工作，而喷枪120在较高温下使用时容易粘连磨料，或是更易磨损，因此该方案能进一步降低喷枪120磨损。

[0049] 可选的方案中，参考图4与图7，管道连接件122包括：端盖1221、锁定件1222、密封件1223。

[0050] 其中，端盖1221设置于壳体121沿第一方向L1的一端，具体来说，端盖1221位于壳体121沿第一方向L1远离喷头123的一端。

[0051] 参考图7，锁定件1222包括固定连接至端盖1221内部的安装部1222a和呈圆周分布设置于安装部1222a内周的若干形变片1222b，安装部1222a与锁定件1222的固定方式例如可以是螺纹连接。形变片1222b可以是软胶材料制成，或是弹性金属片制成。形变片1222b倾斜于第一方向L1设置，且形变片1222b靠近管道的一端在第一方向L1上相对于远离管道的一端更靠近喷头123，从而输送磨料的管道可沿第一方向L1从端盖1221远离喷头123的一侧穿过各形变片1222b中间并插入送料空间121a中，且形变片1222b端部接触管道外壁。

[0052] 考虑到相关技术中，输送磨料的管道外壁一般为橡胶等软质材料制成，形变片1222b与管道的接触将阻碍管道移出送料空间121a外，从而将管道固定安装至壳体121。

[0053] 密封件1223固定设置于端盖1221靠近壳体121的一端。密封件1223至少部分伸入送料空间121a，密封件1223例如由橡胶材料制成，在管道伸入送料空间121a时，密封件1223接触管道内壁，完成对送料空间121a远离喷头123一端的密封。密封件1223例如可采用圆台状，其沿第一方向L1靠近喷头123的一端的直径小于远离喷头123一端的直径，从而在不同直径的管道安装至壳体121时，密封件1223通过自身形变实现密封，能够适应不同管道外径的变化。

[0054] 上述技术方案中，输送磨料的管道从各形变片1222b中间穿过，利用形变片1222b即可限制管道的活动，从而固定安装管道，密封件1223则用于密封管道外周，确保送料空间121a密封性而使其内负压足够推动磨料从喷头123喷出，这种方式能够适应多种不同规格的磨料输送管道的安装使用，提升了喷砂机器人对磨料输送管道的通配性。

[0055] 可选的方案中，至少两个形变片1222b沿第一方向L1线性分布，即安装部1222a沿第一方向L1设置有多列形变片1222b，各形变片1222b均倾斜于第一方向L1设置。且形变片1222b位于密封件1223远离壳体121的一侧。

[0056] 可以理解的是，多层设置的形变片1222b通过更多的接触管道外壁，提升二者间的摩擦阻力，从而确保固定效果。形变片1222b位于密封件1223远离壳体121的一侧，即密封件1223将各形变片1222b阻隔在送料空间121a外，避免磨料在各形变片1222b之间间隙中堆积，避免堵塞，便于清理。

[0057] 可选的方案中，参考图4与图7，管道连接件122还包括：握持件1224、穿绳1225、牵引珠1226。其中，握持件1224位于端盖1221远离壳体121的一端。若干穿绳1225的一端连接至握持件1224，若干穿绳1225的另一端穿过端盖1221，并沿第一方向L1靠近端盖1221的一端依次穿过至少两个形变片1222b。若干牵引珠1226穿设于穿绳1225，并一一对应的接触若干形变片1222b远离壳体121的一侧的表面。

[0058] 可以理解的是，通过拉动握持件1224使穿绳1225带动牵引珠1226移动，进而使牵引珠1226推动相应形变片1222b活动，使形变片1222b不再接触管道外壁或是二者之间的摩擦力降低，从而能够方便地将管道从喷枪120上取下，便于更换不同的管道使用。

[0059] 参考图8，可进一步限定握持件1224靠近穿绳1225的一侧外围设有槽口1224a，该槽口1224a可便于用户的手指或工具放入，从而便于用户抓取握持部来拉动穿绳1225。

[0060] 具体来说，参考图4与图5，示出了端盖1221与壳体121的一种连接形式：壳体121远离喷头123的一端的内壁设有至少一个L形槽121d，L形槽121d的一端连通至壳体121远离喷头123一端的端面。相应的，端盖1221外周缘设有与L形槽121d对应数量的限位块1221a，该限位块1221a可从壳体121端面嵌入L形槽121d内，并沿第一方向L1滑动后，再进行转动而嵌入L形槽121d远离壳体121端面的一端中，此时L形槽121d的内壁限制了限位块1221a沿第一方向L1的移动，实现端盖1221在壳体121上的安装。

[0061] 采用上述方案，可较为方便地将端盖1221从壳体121上取下，从而便于后续清理送料空间121a中残留的磨料。

[0062] 在一种具体可选的实施方案中，密封件1223插入送料空间121a的一端的端部沿第一方向L1位于进气通道121b连通至送料空间121a的一端与喷头123之间，即进气通道121b位于密封件1223远离喷头123一侧。此时，利用密封件1223端部对进入送料空间121a的气流进行阻挡，进一步确保在送料空间121a中形成螺旋状气流，避免气流直接流向管道内而阻碍管道内的磨料进入送料空间121a。

[0063] 可选的方案中，参考图9，喷枪120还包括：刮杆125。其中，刮杆125固定设置于壳体121靠近喷头123的一端。刮杆125具有接触面。接触面与喷头123内壁接触。

[0064] 具体来说，可限定刮杆125一端设于一环体125a上，环体125a上设有卡扣125b。对应的，在壳体121靠近喷头123一端的端部形成送料空间121a的内壁上设有于卡扣125b对应的卡槽121e，卡扣125b可嵌入卡扣125b内，通过嵌合的方式使环体125a固定在壳体121靠近喷头123的一端，通过挤压环体125a可使卡扣125b与卡槽121e解除扣合而将环体125a从壳体121上取下。

[0065] 考虑到相关技术中，喷头123与壳体121的连接方式一般为螺纹连接，通过设置刮杆125，可在将喷头123从壳体121上旋动取下时，利用接触面对喷头123内壁初步清理。或是在取下喷后，从壳体121上取下环体125a再使用刮杆125清理喷头123内壁，便于将残留的磨料从喷头123内壁上清理掉。

[0066] 为实现在旋转取下喷头123的同时，对喷头123内壁各处进行清理，刮杆125的数量应相应增加，但刮杆125数量增加将占用喷头123内部供磨料通过的空间，阻碍磨料流动，在本申请中，刮杆125的数量选用2‑4个，方便在取下喷头123的同时实现对喷头123内壁的初步清理，同时不至于过多的占用磨料的通过空间，保证喷头123的通过性能。

[0067] 本申请实施例一种耐磨料击打喷砂机器人活动臂100的实施原理为：本体110驱动喷头123移动至待喷砂处理的工件、设备表面附近，外部气源向进气通道121b供气，气流进入送料空间121a后，在送料空间121a中形成负压，裹挟在管道连接件122处安装的管道内的磨料向喷头123移动，磨料从喷头123喷出至工件、设备表面，实现喷砂处理。喷砂处理结束后，可旋下喷头123进行更换或清理。且旋转端盖1221使其能够从壳体121上取下，同时将管道从送料空间121a中取出，可便于对送料空间121a进行清理。从槽口1224a处拉动握持件1224可使穿绳1225和牵引珠1226带动形变片1222b产生形变，降低形变片1222b与管道间摩擦力，之后将管道从密封件1223和形变片1222b之间取下，即可更换不同的管道。

[0068] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。