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CN105945474A - 一种多自由度可调式焊接机器人 - Google Patents

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    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0252—Steering means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
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Abstract

一种多自由度可调式焊接机器人，第一连杆下端连接在机架上，上端连接第二连杆上；第三连杆一端连接在机架上，另一端与第四连杆一端连接，第四连杆另一端与第二连杆一端连接，第二连杆另一端与第五连杆一端连接，第五连杆另一端与伸缩杆一端连接，伸缩杆另一端连接在第一滑块上；第六连杆一端连接在第三连杆上，另一端与第七连杆一端连接，第七连杆另一端连接在第一滑块上；第十连杆一端连接在第二滑块上，另一端与第十一连杆一端固定连接，第十一连杆另一端与第十二连杆一端连接，第十二连杆另一端安装有末端执行器。本发明结合串联机器人和并联机器人的优点，具有工作空间大、刚度高、承载强、可靠性好、快速定位等优点，能适应多种复杂作业。

Description

一种多自由度可调式焊接机器人
技术领域
本发明涉及机械领域，具体是一种多自由度可调式焊接机器人。
背景技术
目前，机器人已经在各领域中得到普遍运用，对于提高焊接效率，改善工人工作环境、降低生产成本等起到不可替代的作用，然而机器人受空间、环境等多方面因素影响，往往工作效率也得不到有效发挥。并且串联机器人和并联机器人各有优缺点，传统的串联机器人具有结构简单、成本低、工作空间大等优点，相对而言串联机器人刚度低，不能应用于高速，大承载的场合；并联机器人和传统的串联机器人相比较，具有无累积误差、精度较高、结构紧凑、承载能力大、刚度高且末端执行器惯性小等特点，驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好；但是并联机器人的明显缺点是工作空间小和结构复杂。
发明内容
本发明的目的在于解决串并联机器人各自缺点，提出了一种多自由度可调式焊接机器人。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种多自由度可调式焊接机器人，包括机架、第一滑块、第二滑块、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆、第十一连杆以及第十二连杆；
第一连杆下端通过转动副一连接在机架上，第一连杆上端通过转动副二连接第二连杆上，第一连杆上设有第一滑槽，第二连杆上设有第二滑槽，第一滑块安装在第一滑槽中，第二滑块安装在第二滑槽中；
第三连杆一端通过转动副三连接在机架上，第三连杆另一端通过转动副四与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过转动副五与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过转动副六与第五连杆一端连接，第五连杆另一端通过转动副七与伸缩杆一端连接，伸缩杆另一端通过转动副八连接在第一滑块上，
第六连杆一端通过转动副九连接在第三连杆上，第六连杆另一端通过转动副十与第七连杆一端连接，第七连杆另一端通过转动副十一连接在第一滑块上；
第八连杆下端通过转动副十二连接在机架上，第八连杆上端通过转动副十三与第九连杆一端连接，第九连杆另一端通过转动副十四连接在第五连杆上；
第十连杆一端通过转动副十五连接在第二滑块上，第十连杆另一端与第十一连杆一端固定连接，第十连杆与第十一连杆成直角，第十一连杆另一端通过转动副十六与第十二连杆一端连接，第十二连杆另一端安装有末端执行器。
第一滑槽沿第一连杆轴向开设，第二滑槽沿第二连杆轴向开设。
转动副一由电机一驱动，转动副三由电机二驱动，转动副十五由电机三驱动，转动副十六由电机四驱动，转动副十五与转动副十六的旋转平面垂直。
机架通过转动副十七安装在底座上。
转动副二设置在转动副五和转动副六之间，转动副十四设置在转动副六和转动副七之间。
与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：
1.本发明结合了串联机器人和并联机器人的优点，具有工作空间大、刚度高、承载强、可靠性好、快速定位等优点，能适应焊接、喷涂、搬运等复杂作业。
2.本发明包括串联可移动执行机构，可水平移动，提高了焊枪工作远动空间范围。
3.本发明提高了机器人承载能力，并可以快速定位焊接位置，提高焊接效率。
4.杆件均为轻杆，机构运动惯量小，动力性能好，故电机相同功率下，本发明效率更高。
附图说明
图1为本发明所述的多自由度可调式焊接机器人的结构示意图。
图2为本发明所述的多自由度可调式焊接机器人的连杆机构的连接示意图一。
图3为本发明所述的多自由度可调式焊接机器人的连杆机构的连接示意图二。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
一种多自由度可调式焊接机器人，其特征在于，包括末端执行器13、伸缩杆14、第一滑块15、第二滑块16、机架17、底座18、第一连杆1、第二连杆2、第三连杆3、第四连杆4、第五连杆5、第六连杆6、第七连杆7、第八连杆8、第九连杆9、第十连杆10、第十一连杆11以及第十二连杆12；
第一连杆1下端通过转动副一101连接在机架17上，第一连杆1上端通过转动副二102连接第二连杆2上，第一连杆1上设有第一滑槽，第二连杆2上设有第二滑槽，第一滑块15安装在第一滑槽中，第二滑块16安装在第二滑槽中；
第三连杆3一端通过转动副三103连接在机架上，第三连杆3另一端通过转动副四104与第四连杆4一端连接，第四连杆4另一端通过转动副五105与第二连杆2一端连接，第二连杆2另一端通过转动副六106与第五连杆5一端连接，第五连杆5另一端通过转动副七107与伸缩杆14一端连接，伸缩杆14另一端通过转动副八108连接在第一滑块15上，
第六连杆6一端通过转动副九109连接在第三连杆3上，第六连杆6另一端通过转动副十110与第七连杆7一端连接，第七连杆7另一端通过转动副十一111连接在第一滑块15上；
第八连杆8下端通过转动副十二112连接在机架上，第八连杆8上端通过转动副十三113与第九连杆9一端连接，第九连杆9另一端通过转动副十四114连接在第五连杆5上；
第十连杆10一端通过转动副十五115连接在第二滑块上，第十连杆10另一端与第十一连杆11一端固定连接，第十连杆10与第十一连杆11成直角，第十一连杆11另一端通过转动副十六116与第十二连杆12一端连接，第十二连杆12另一端安装有末端执行器13。
第一滑槽沿第一连杆轴向开设，第二滑槽沿第二连杆轴向开设。
转动副一101由电机一驱动，转动副三103由电机二驱动，转动副十五115由电机三驱动，转动副十六116由电机四驱动，转动副十五115与转动副十六116的旋转平面垂直。
机架通过转动副十七安装在底座上。
为了使机构受力平衡，在第八连杆8和第九连杆9的另一侧对称的安装了第十三连杆23和第十四连杆24，第十三连杆23下端通过转动副十七117连接在机架上，第十三连杆23上端通过转动副十八118与第十四连杆24一端连接，第十四连杆24另一端通过转动副十九119连接在第五连杆5上。
较优的，如图2所示，转动副二102在转动副五105和转动副六106之间，转动副十四114在转动副六106和转动副七107之间。
工作原理
机架17能够完成360度旋转空间运动，连杆机构通过转动、摆动、移动或复合运动来实现规定的动作，改变末端执行器13位置和姿势，末端执行器13是完成焊接的终端机构。运动连杆机构连接在机架17上进行承载传动，其中，第一连杆1通过转动副一101驱动运动机构顺时针旋转，第一连杆1轴线在垂直于转动平台时可顺时针旋转；第三连杆3通过转动副三103驱动运动机构逆时针旋转，可以复位，保证第一连杆1轴线在垂直于转动平台；第二滑块16可沿第二连杆2水平直线运动；运动机构在被驱动时伸缩杆14可以起到缓冲、承载、辅助定位的作用，避免机器人运转速度过快对机器人焊枪等造成伤害。转动副十五115驱动第十一连杆11空间旋转运动，转动副十六116驱动第十二连杆12空间旋转运动。通过上述综合空间运动来改变末端执行机构的位置和姿势，完成焊接动作。

Claims (5)

1.一种多自由度可调式焊接机器人，其特征在于，包括机架、第一滑块、第二滑块、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆、第十一连杆以及第十二连杆；
第一连杆下端通过转动副一连接在机架上，第一连杆上端通过转动副二连接第二连杆上，第一连杆上设有第一滑槽，第二连杆上设有第二滑槽，第一滑块安装在第一滑槽中，第二滑块安装在第二滑槽中；
第三连杆一端通过转动副三连接在机架上，第三连杆另一端通过转动副四与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过转动副五与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过转动副六与第五连杆一端连接，第五连杆另一端通过转动副七与伸缩杆一端连接，伸缩杆另一端通过转动副八连接在第一滑块上，
第六连杆一端通过转动副九连接在第三连杆上，第六连杆另一端通过转动副十与第七连杆一端连接，第七连杆另一端通过转动副十一连接在第一滑块上；
第八连杆下端通过转动副十二连接在机架上，第八连杆上端通过转动副十三与第九连杆一端连接，第九连杆另一端通过转动副十四连接在第五连杆上；
第十连杆一端通过转动副十五连接在第二滑块上，第十连杆另一端与第十一连杆一端固定连接，第十连杆与第十一连杆成直角，第十一连杆另一端通过转动副十六与第十二连杆一端连接，第十二连杆另一端安装有末端执行器。
2.如权利要求1所述的多自由度可调式焊接机器人，其特征在于，第一滑槽沿第一连杆轴向开设，第二滑槽沿第二连杆轴向开设。
3.如权利要求1所述的多自由度可调式焊接机器人，其特征在于，转动副一由电机一驱动，转动副三由电机二驱动，转动副十五由电机三驱动，转动副十六由电机四驱动，转动副十五与转动副十六的旋转平面垂直。
4.如权利要求1所述的多自由度可调式焊接机器人，其特征在于，机架通过转动副十七安装在底座上。
5.如权利要求1所述的多自由度可调式焊接机器人，其特征在于，转动副二设置在转动副五和转动副六之间，转动副十四设置在转动副六和转动副七之间。
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