一种智能焊接机器人用可调式悬臂支架

摘要

本发明涉及一种智能焊接机器人用可调式悬臂支架，包括回转驱动装置和冗余并联机构；所述的冗余并联机构位于回转驱动装置前端下方，且回转驱动装置与冗余并联机构固连。本发明为焊接机器人提供了支撑和位置调节的作用，且承载能力强，调节性好和运动灵活性高，其整体位置可调节，局部位置运动灵活，稳定性高，间接地提高了焊接机器人的焊接质量和效率，其回转驱动装置可实现水平面上的左右移动和前后移动以及在垂直面上的回转运动，即空间内的两平移一转动共三个自由度方向的运动，通过回转驱动装置可确保焊接机器人在焊接时的整体大尺寸和大方位的调节，提高了焊接机器人的焊接性能。

权利要求

1.一种智能焊接机器人用可调式悬臂支架，其特征在于：包括回转驱动装置和冗余并联机构；所述的冗余并联机构位于回转驱动装置前端下方，且回转驱动装置与冗余并联机构固连；其中：所述的回转驱动装置包括升降块、纵向电动滑轨、纵向滑块、电动转盘、横向电动滑轨、横向滑块和固定座，所述的升降块呈矩形块状结构，纵向电动滑轨背面固定在升降块前端，纵向电动滑轨两端分别设置有纵向挡板，纵向滑块安装在纵向电动滑轨上，电动转盘后端固定在纵向滑块上，电动转盘前端安装有横向电动滑轨，且横向电动滑轨和横向滑块的数量均为二，横向电动滑轨平行对称布置，横向电动滑轨前端设置有横向挡板，横向电动滑轨的垂直断面为工字型结构，横向滑块安装在横向电动滑轨上，固定座呈圆盘状结构，固定座两端分别与横向滑块相连接，回转驱动装置可实现水平面上的左右移动和前后移动以及在垂直面上的回转运动；

所述的冗余并联机构包括定平台、动平台、第一支链和第二支链；所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方；所述的第一支链和第二支链的数量均为二，第一支链和第二支链均位于定平台和动平台之间，第一支链和第二支链的两端均分别与定平台和动平台相连接，且第一支链和第二支链的水平安装角度为90度；

所述的第一支链包括第一耳座、虎克铰、第一电动推杆、第一球铰链、第一连接柱和第一减震弹簧；所述的第一耳座固定在定平台上端面上，第一耳座与第一电动推杆下端之间采用虎克铰进行连接，第一电动推杆上端与第一球铰链相连接，第一球铰链通过第一连接柱固定在动平台的下端面上，第一减震弹簧绕套在第一电动推杆上；

所述的第二支链包括第二耳座、转动销、第二电动推杆、第二球铰链、第二连接柱和第二减震弹簧；所述的第二耳座固定在定平台上端面上，第二耳座与第二电动推杆下端之间采用转动销进行连接，第二电动推杆上端与第二球铰链相连接，第二球铰链通过第二连接柱固定在动平台的下端面上，第二减震弹簧绕套在第二电动推杆上。

说明书

一种智能焊接机器人用可调式悬臂支架

技术领域

[0001] 本发明涉及焊接技术领域，具体的说是一种智能焊接机器人用可调式悬臂支架。

背景技术

[0002] 焊接也称作熔接或者镕接，焊接是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术；现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等，除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空，无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施，焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。对于目前的焊接多采用人工焊接，这样不仅占用了大量的人工成本，焊接效率低，焊接质量差，而且由于人工焊接，在焊接过程中常伴有危险事故产生，给焊接工人带来了一定的人身危险，目前也逐步开始采用焊接机器人进行工件的焊接工作，目前的焊接机器人一般均由焊接支架、焊接设备和控制系统组成，但是目前的焊接支架均存在调节性差、承载能力弱和运动灵活性差等问题。鉴于此，本发明提供了一种智能焊接机器人用可调式悬臂支架。

发明内容

[0003] 为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种智能焊接机器人用可调式悬臂支架。

[0004] 本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。

[0005] 一种智能焊接机器人用可调式悬臂支架，包括回转驱动装置和冗余并联机构；所述的冗余并联机构位于回转驱动装置前端下方，且回转驱动装置与冗余并联机构固连。

[0006] 进一步，所述的回转驱动装置包括升降块、纵向电动滑轨、纵向滑块、电动转盘、横向电动滑轨、横向滑块和固定座，所述的升降块呈矩形块状结构，纵向电动滑轨背面固定在升降块前端，纵向电动滑轨两端分别设置有纵向挡板，纵向滑块安装在纵向电动滑轨上，电动转盘后端固定在纵向滑块上，电动转盘前端安装有横向电动滑轨，且横向电动滑轨和横向滑块的数量均为二，横向电动滑轨平行对称布置，横向电动滑轨前端设置有横向挡板，横向电动滑轨的垂直断面为工字型结构，横向滑块安装在横向电动滑轨上，固定座呈圆盘状结构，固定座两端分别与横向滑块相连接；回转驱动装置可实现水平面上的左右移动和前后移动以及在垂直面上的回转运动，即空间内的两平移一转动共三个自由度方向的运动，通过回转驱动装置可确保焊接机器人在焊接时的整体大尺寸和大方位的调节，提高了焊接机器人的焊接性能。

[0007] 进一步，所述的冗余并联机构包括定平台、动平台、第一支链和第二支链；所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方；所述的第一支链和第二支链的数量均为二，第一支链和第二支链均位于定平台和动平台之间，第一支链和第二支链的两端均分别与定平台和动平台相连接，且第一支链和第二支链的水平安装角度为90度；所述的第一支链包括第一耳座、虎克铰、第一电动推杆、第一球铰链、第一连接柱和第一减震弹簧；所述的第一耳座固定在定平台上端面上，第一耳座与第一电动推杆下端之间采用虎克铰进行连接，第一电动推杆上端与第一球铰链相连接，第一球铰链通过第一连接柱固定在动平台的下端面上，第一减震弹簧绕套在第一电动推杆上，通过虎克铰可进行两个方向的转动，通过第一球铰链可进行三个方向的转动，通过第一电动推杆可进行上下移动，第一支链采用2-UPS并联机构的形式，且通过第一减震弹簧增加了第一支链运动时的平稳性，提高了本发明的运动性能；所述的第二支链包括第二耳座、转动销、第二电动推杆、第二球铰链、第二连接柱和第二减震弹簧；所述的第二耳座固定在定平台上端面上，第二耳座与第二电动推杆下端之间采用转动销进行连接，第二电动推杆上端与第二球铰链相连接，第二球铰链通过第二连接柱固定在动平台的下端面上，第二减震弹簧绕套在第二电动推杆上，通过转动销可进行一个方向的转动，通过第二球铰链可进行三个方向的转动，通过第二电动推杆可进行上下移动，第二支链采用2-RPS并联机构的形式，且通过第二减震弹簧增加了第二支链运动时的平稳性，提高了本发明的运动性能；冗余并联机构通过定平台、动平台、第一支链和第二支链组成了四自由度对称并联机构，且其采用2-UPS-2-RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度方向的运动，且四个自由度均独立，通过四个自由度也可以协调工作，使的动平台轨迹沿预定空间的曲线运动，运动平稳，运动灵活，在本发明中，通过冗余并联机构带动焊接机器人在空间内可进行两平移两转动共四个自由度方向的运动，便于焊接机器人在焊接时局部精准微小尺寸小方位的调节。

[0008] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0009] (1)本发明为焊接机器人提供了支撑和位置调节的作用，且承载能力强，调节性好和运动灵活性高，其整体位置可调节，局部位置运动灵活，稳定性高，间接地提高了焊接机器人的焊接质量和效率。

[0010] (2)本发明的回转驱动装置可实现水平面上的左右移动和前后移动以及在垂直面上的回转运动，即空间内的两平移一转动共三个自由度方向的运动，通过回转驱动装置可确保焊接机器人在焊接时的整体大尺寸和大方位的调节，提高了焊接机器人的焊接性能。

[0011] (3)本发明的冗余并联机构通过定平台、动平台、第一支链和第二支链组成了四自由度对称并联机构，且其采用2-UPS-2-RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度方向的运动，且四个自由度均独立，通过四个自由度也可以协调工作，使的动平台轨迹沿预定空间的曲线运动，运动平稳，运动灵活，在本发明中，通过冗余并联机构带动焊接机器人在空间内可进行两平移两转动共四个自由度方向的运动，便于焊接机器人在焊接时局部精准微小尺寸小方位的调节。

附图说明

[0012] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0013] 图1是本发明的立体结构示意图；

[0014] 图2是本发明回转驱动装置的立体结构示意图；

[0015] 图3是本发明冗余并联机构的立体结构示意图.

具体实施方式

[0016] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

[0017] 如图1至图3所示，一种智能焊接机器人用可调式悬臂支架，包括回转驱动装置3和冗余并联机构4；所述的冗余并联机构4位于回转驱动装置3前端下方，且回转驱动装置3与冗余并联机构4固连。

[0018] 如图1和图2所示，所述的回转驱动装置3包括升降块31、纵向电动滑轨32、纵向滑块33、电动转盘34、横向电动滑轨35、横向滑块36和固定座37，所述的升降块31呈矩形块状结构，纵向电动滑轨32背面固定在升降块31前端，纵向电动滑轨32两端分别设置有纵向挡板，纵向滑块33安装在纵向电动滑轨32上，电动转盘34后端固定在纵向滑块33上，电动转盘34前端安装有横向电动滑轨32，且横向电动滑轨35和横向滑块36的数量均为二，横向电动滑轨35平行对称布置，横向电动滑轨35前端设置有横向挡板，横向电动滑轨35的垂直断面为工字型结构，横向滑块36安装在横向电动滑轨35上，固定座37呈圆盘状结构，固定座37两端分别与横向滑块36相连接；回转驱动装置3可实现水平面上的左右移动和前后移动以及在垂直面上的回转运动，即空间内的两平移一转动共三个自由度方向的运动，通过回转驱动装置3可确保焊接机器人在焊接时的整体大尺寸和大方位的调节，提高了焊接机器人的焊接性能。

[0019] 如图1和图3所示，所述的冗余并联机构4包括定平台41、动平台42、第一支链43和第二支链44；所述的定平台41和动平台42均为圆盘状结构，且动平台42位于定平台41正上方；所述的第一支链43和第二支链44的数量均为二，第一支链43和第二支链44均位于定平台41和动平台42之间，第一支链43和第二支链44的两端均分别与定平台41和动平台42相连接，且第一支链43和第二支链43的水平安装角度为90度；所述的第一支链43包括第一耳座431、虎克铰432、第一电动推杆433、第一球铰链434、第一连接柱435和第一减震弹簧436；所述的第一耳座431固定在定平台31上端面上，第一耳座431与第一电动推杆433下端之间采用虎克铰432进行连接，第一电动推杆433上端与第一球铰链434相连接，第一球铰链434通过第一连接柱435固定在动平台42的下端面上，第一减震弹簧436绕套在第一电动推杆433上，通过虎克铰432可进行两个方向的转动，通过第一球铰链434可进行三个方向的转动，通过第一电动推杆433可进行上下移动，第一支链43采用2-UPS并联机构的形式，且通过第一减震弹簧436增加了第一支链43运动时的平稳性，提高了本发明的运动性能；所述的第二支链44包括第二耳座441、转动销442、第二电动推杆443、第二球铰链444、第二连接柱445和第二减震弹簧446；所述的第二耳座441固定在定平台41上端面上，第二耳座441与第二电动推杆443下端之间采用转动销442进行连接，第二电动推杆443上端与第二球铰链444相连接，第二球铰链444通过第二连接柱445固定在动平台42的下端面上，第二减震弹簧446绕套在第二电动推杆443上，通过转动销442可进行一个方向的转动，通过第二球铰链444可进行三个方向的转动，通过第二电动推杆443可进行上下移动，第二支链44采用2-RPS并联机构的形式，且通过第二减震弹簧446增加了第二支链44运动时的平稳性，提高了本发明的运动性能；冗余并联机构通过定平台41、动平台42、第一支链43和第二支链44组成了四自由度对称并联机构，且其采用2-UPS-2-RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度方向的运动，且四个自由度均独立，通过四个自由度也可以协调工作，使的动平台42轨迹沿预定空间的曲线运动，运动平稳，运动灵活，在本发明中，通过冗余并联机构4带动焊接机器人在空间内可进行两平移两转动共四个自由度方向的运动，便于焊接机器人在焊接时局部精准微小尺寸小方位的调节。

[0020] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。