一种机器人安全焊接的焊条更换装置转让专利
申请号 : CN202110140072.6
文献号 : CN112935494B
文献日 : 2022-01-21
发明人 : 韩瑜 , 唐兆家 , 丁北辰 , 古博
申请人 : 中山大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种机器人安全焊接的焊条更换装置,其特征在于,包括驱动机构、夹持机构、拨动机构和焊条输送机构;
所述夹持机构包括自复位活塞轴、第一夹柄、第二夹柄和推动器;
所述自复位活塞轴与所述驱动机构连接,所述自复位活塞轴用于在所述驱动机构的带动下自转;所述第一夹柄与所述自复位活塞轴连接,所述第一夹柄与所述第二夹柄相对布置,所述第一夹柄与所述第二夹柄联动,所述自复位活塞轴的转动用于带动所述第一夹柄和所述第二夹柄同步转向和转离所述焊条输送机构;所述推动器设于所述第一夹柄和所述第二夹柄中的一个上;
所述拨动机构设于所述推动器移动轨迹的路径上;在所述夹持机构转向所述焊条输送机构时,所述拨动机构用于与所述推动器抵接,以推动所述第一夹柄与所述第二夹柄分离;
在所述夹持机构到达焊条夹持位置时,所述自复位活塞轴用于推动所述第一夹柄与所述第二夹柄相向移动夹持所述焊条;在所述夹持机构转离所述焊条输送机构时,所述第一夹柄和所述第二夹柄保持对所述焊条的夹持;
所述焊条输送机构用于输送所述焊条供所述夹持机构夹持;
所述第一夹柄与所述第二夹柄之间围成有避空区域,所述避空区域内设有所述推动器,所述拨动机构设于所述避空区域下方;
所述推动器为具有斜面结构的块状体;所述拨动机构包括拨动底座、斜面抵接块和拨动扭簧;所述斜面抵接块转动连接于所述拨动底座上,所述拨动扭簧设于所述斜面抵接块的转动连接处,所述拨动扭簧用于控制转动后的所述斜面抵接块复位;
在所述推动器转向所述焊条输送机构时,所述斜面抵接块的斜面结构与所述推动器的斜面结构抵接,以推动所述第一夹柄与所述第二夹柄分离;
在所述推动器转离所述焊条输送机构时,所述斜面抵接块的非斜面结构与所述推动器的非斜面结构抵接,以推动所述斜面抵接块转动,直至所述斜面抵接块与所述推动器分离后复位。
2.根据权利要求1所述的焊条更换装置,其特征在于,在所述第一夹柄和所述第二夹柄相对的表面处,所述第一夹柄和所述第二夹柄中的一个设有导向柱,所述第一夹柄和所述第二夹柄中的另一个设有导向孔,所述导向柱插入所述导向孔内。
3.根据权利要求1所述的焊条更换装置,其特征在于,所述自复位活塞轴包括转动轴、管套和弹簧;
所述焊条更换装置还包括第一支撑板和第二支撑板,所述第一支撑板与所述第二支撑板相对布置;
所述第一支撑板与所述第二支撑板相对的表面转动连接有所述转动轴,所述转动轴与所述驱动机构连接,所述转动轴外套有所述管套,所述管套内有供所述转动轴移进和移出的空间,所述管套与所述转动轴之间为过盈配合,所述管套与所述第一夹柄连接,所述弹簧套于所述转动轴和管套外,所述弹簧夹持于所述第一支撑板与所述第一夹柄之间;
所述第二支撑板与所述第一支撑板相对的表面转动连接有所述第二夹柄。
4.根据权利要求1所述的焊条更换装置,其特征在于,所述夹持机构和所述焊条输送机构均与所述驱动机构连接;
在所述驱动机构驱动所述夹持机构转向所述焊条输送机构时,所述焊条输送机构同步输送所述焊条;
在所述驱动机构驱动所述夹持机构转离所述焊条输送机构时,所述焊条输送机构停止输送所述焊条。
5.根据权利要求4所述的焊条更换装置,其特征在于,所述驱动机构包括夹持同步轮、输送同步轮、驱动电机、驱动同步轮、夹持同步带和输送同步带;
所述自复位活塞轴与所述夹持同步轮连接,所述焊条输送机构与所述输送同步轮连接,所述驱动电机的输出轴与所述驱动同步轮连接,所述驱动同步轮和所述夹持同步轮共同套有所述夹持同步带,所述驱动同步轮和所述输送同步轮共同套有所述输送同步带。
6.根据权利要求5所述的焊条更换装置,其特征在于,所述输送同步轮包括内轮和外轮,所述外轮套于所述内轮外,所述外轮与所述内轮之间为过盈配合连接,所述输送同步带套于所述外轮上;
所述焊条输送机构包括焊条架、丝杆和单向转动限制器;
所述焊条架上设有多条并排布置的焊条放置槽,所述焊条放置槽用于放置所述焊条,且所述焊条架设有螺纹管道,所述螺纹管道的延伸方向与所述焊条放置槽的长度方向垂直;
所述丝杆的一端与所述螺纹管道螺纹连接,所述丝杆的另一端与所述内轮连接,所述丝杆的自转用于驱动所述焊条架移动;
所述单向转动限制器与所述丝杆连接,所述单向转动限制器用于限制所述丝杆在所述夹持机构转向所述焊条输送机构时转动。
7.根据权利要求6所述的焊条更换装置,其特征在于,所述单向转动限制器包括限制座、挡板、限制扭簧和棘轮;
所述挡板转动连接于所述限制座上,所述限制扭簧设于所述挡板的转动连接处,所述限制扭簧用于控制所述挡板复位;
所述棘轮套接于所述丝杆外,所述棘轮用于跟随所述丝杆自转,所述棘轮与所述挡板抵接;
在所述夹持机构转向所述焊条输送机构时,所述棘轮的转动推动所述挡板翻转;
在所述夹持机构转离所述焊条输送机构时,所述挡板阻挡所述棘轮转动。
说明书 :
一种机器人安全焊接的焊条更换装置
技术领域
背景技术
制,人也很难直接参与,长期以来相关工程技术人员都一直在积极探索无人焊接技术。然而
焊接过程较为复杂,如焊接质量需要焊接人员凭手感经验来保证、无人环境下电焊条的更
换等,受这些客观条件限制无人焊接技术长期难以实现。
发明内容
夹柄、第二夹柄和推动器;所述自复位活塞轴与所述驱动机构连接,所述自复位活塞轴用于
在所述驱动机构的带动下自转;所述第一夹柄与所述自复位活塞轴连接,所述第一夹柄与
所述第二夹柄相对布置,所述第一夹柄与所述第二夹柄联动,所述自复位活塞轴的转动用
于带动所述第一夹柄和所述第二夹柄同步转向和转离所述焊条输送机构;所述推动器设于
所述第一夹柄和所述第二夹柄中的一个上;所述拨动机构设于所述推动器移动轨迹的路径
上;在所述夹持机构转向所述焊条输送机构时,所述拨动机构用于与所述推动器抵接,以推
动所述第一夹柄与所述第二夹柄分离;在所述夹持机构到达焊条夹持位置时,所述自复位
活塞轴用于推动所述第一夹柄与所述第二夹柄相向移动夹持所述焊条;在所述夹持机构转
离所述焊条输送机构时,所述第一夹柄和所述第二夹柄保持对所述焊条的夹持;所述焊条
输送机构用于输送所述焊条供所述夹持机构夹持。
导向孔,所述导向柱插入所述导向孔内。
第一支撑板与所述第二支撑板相对的表面转动连接有所述转动轴,所述转动轴与所述驱动
机构连接,所述转动轴外套有所述管套,所述管套内有供所述转动轴移进和移出的空间,所
述管套与所述转动轴之间为过盈配合,所述管套与所述第一夹柄连接,所述弹簧套于所述
转动轴和管套外,所述弹簧夹持于所述第一支撑板与所述第一夹柄之间;所述第二支撑板
与所述第一支撑板相对的表面转动连接有所述第二夹柄。
面结构的块状体;所述拨动机构包括拨动底座、斜面抵接块和拨动扭簧;所述斜面抵接块转
动连接于所述拨动底座上,所述拨动扭簧设于所述斜面抵接块的转动连接处,所述拨动扭
簧用于控制转动后的所述斜面抵接块复位;在所述推动器转向所述焊条输送机构时,所述
斜面抵接块的斜面结构与所述推动器的斜面结构抵接,以推动所述第一夹柄与所述第二夹
柄分离;在所述推动器转离所述焊条输送机构时,所述斜面抵接块的非斜面结构与所述推
动器的非斜面结构抵接,以推动所述斜面抵接块转动,直至所述斜面抵接块与所述推动器
分离后复位。
输送所述焊条;在所述驱动机构驱动所述夹持机构转离所述焊条输送机构时,所述焊条输
送机构停止输送所述焊条。
输送机构与所述输送同步轮连接,所述驱动电机的输出轴与所述驱动同步轮连接,所述驱
动同步轮和所述夹持同步轮共同套有所述夹持同步带,所述驱动同步轮和所述输送同步轮
共同套有所述输送同步带。
输送机构包括焊条架、丝杆和单向转动限制器;所述焊条架上设有多条并排布置的焊条放
置槽,所述焊条放置槽用于放置所述焊条,且所述焊条架设有螺纹管道,所述螺纹管道的延
伸方向与所述焊条放置槽的长度方向垂直;所述丝杆的一端与所述螺纹管道螺纹连接,所
述丝杆的另一端与所述内轮连接,所述丝杆的自转用于驱动所述焊条架移动;所述单向转
动限制器与所述丝杆连接,所述单向转动限制器用于限制所述丝杆在所述夹持机构转向所
述焊条输送机构时转动。
扭簧用于控制所述挡板复位;所述棘轮套接于所述丝杆外,所述棘轮用于跟随所述丝杆自
转,所述棘轮与所述挡板抵接;在所述夹持机构转向所述焊条输送机构时,所述棘轮的转动
推动所述挡板翻转;在所述夹持机构转离所述焊条输送机构时,所述挡板阻挡所述棘轮转
动。
述自复位活塞轴用于推动所述第一夹柄与所述第二夹柄相向移动夹持所述焊条,所以通过
第一夹柄和第二夹柄的分离靠拢实现了焊条的夹持,而在所述夹持机构转离所述焊条输送
机构时,所述第一夹柄和所述第二夹柄保持对所述焊条的夹持,则实现了焊条的输送,切实
解决了现有技术难以实现焊条更换的问题。
附图说明
通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
轴23、第一夹柄21、第二夹柄22和推动器24;自复位活塞轴23与驱动机构10连接,自复位活
塞轴23用于在驱动机构10的带动下自转;第一夹柄21与自复位活塞轴23连接,第一夹柄21
与第二夹柄22相对布置,第一夹柄21与第二夹柄22联动,自复位活塞轴23的转动用于带动
第一夹柄21和第二夹柄22同步转向和转离焊条输送机构40;推动器24设于第一夹柄21和第
二夹柄22中的一个上;拨动机构30设于推动器24移动轨迹的路径上;在夹持机构20转向焊
条输送机构40时,拨动机构30用于与推动器24抵接,以推动第一夹柄21与第二夹柄22分离;
在夹持机构20到达焊条50夹持位置时,自复位活塞轴23用于推动第一夹柄21与第二夹柄22
相向移动夹持焊条50;在夹持机构20转离焊条输送机构40时,第一夹柄21和第二夹柄22保
持对焊条50的夹持;焊条输送机构40用于输送焊条50供夹持机构20夹持。
柄21和第二夹柄22相互分离,从而使得第一夹柄21和第二夹柄22能够移动至焊条50的两
侧,然后在自复位活塞轴23的推动下,第一夹柄21与第二夹柄22相向移动以对焊条50实现
夹持,待焊条50夹持固定完毕后,驱动机构10再驱动夹持机构20移离焊条输送机构40,则实
现了焊条50的运输更换,所以此方案实现了焊条50的无人更换,切实解决了现有技术难以
实现焊条50更换的问题。
252,导向柱251插入导向孔252内。
22脱离,确保了第一夹柄21和第二夹柄22的同步转动。
支撑板61与第二支撑板62相对的表面转动连接有转动轴231,转动轴231与驱动机构10连
接,转动轴231外套有管套232,管套232内有供转动轴231移进和移出的空间,管套232与转
动轴231之间为过盈配合,管套232与第一夹柄21连接,弹簧233套于转动轴231和管套232
外,弹簧233夹持于第一支撑板61与第一夹柄21之间;第二支撑板62与第一支撑板61相对的
表面转动连接有第二夹柄22。
较大的轴向作用力时,转动轴231与管套232之间则可进行活塞运动,以实现第一夹柄21与
第二夹柄22的相向和相离移动。
的过程中,由于推动器24与拨动机构30的抵接会产生轴向推动力,所以转动轴231将会移进
管套232内,以此实现第一夹柄21与第二夹柄22的分离;同理,在推动器24与拨动机构30抵
接产生的轴向推力消失后,弹簧233将会推动第一夹柄21移向第二夹柄22,转动轴231也会
往管套232外部移动,以此实现对焊条50的夹持。
动机构30包括拨动底座31、斜面抵接块32和拨动扭簧33;斜面抵接块32转动连接于拨动底
座31上,拨动扭簧33设于斜面抵接块32的转动连接处,拨动扭簧33用于控制转动后的斜面
抵接块32复位;在推动器24转向焊条输送机构40时,斜面抵接块32的斜面结构与推动器24
的斜面结构抵接,以推动第一夹柄21与第二夹柄22分离;在推动器24转离焊条输送机构40
时,斜面抵接块32的非斜面结构与推动器24的非斜面结构抵接,以推动斜面抵接块32转动,
直至斜面抵接块32与推动器24分离后复位。
二夹柄22,然后在对焊条50夹持固定后,若夹持机构20转离焊条输送机构40,推动器24与斜
面抵接块32之间将改为平面抵接,所以此时并不会产生水平方向的轴向推力,从而确保了
第一夹柄21和第二夹柄22对焊条50的夹持固定,而且推动器24也会推动斜面抵接块32进行
顺时针转动;此时由于夹持机构20和斜面抵接块32的转动轴231心不同,所以推动器24与斜
面抵接块32将会相互分离,然后拨动扭簧33将会带动斜面抵接块32逆时针转动复位,而夹
持机构20便会继续转动至所需的位置。
动夹持机构20转离焊条输送机构40时,焊条输送机构40停止输送焊条50。
构10包括夹持同步轮11、输送同步轮12、驱动电机13、驱动同步轮14、夹持同步带15和输送
同步带16;自复位活塞轴23与夹持同步轮11连接,焊条输送机构40与输送同步轮12连接,驱
动电机13的输出轴与驱动同步轮14连接,驱动同步轮14和夹持同步轮11共同套有夹持同步
带15,驱动同步轮14和输送同步轮12共同套有输送同步带16。
步轮14还通过输送同步带16实现输送同步轮12的转动,以此控制焊条输送机构40进行工
作,即通过一个驱动电机13便实现了夹持机构20和焊条输送机构40的同步控制,大大提高
了焊条更换装置的结构紧凑性。
输送机构40包括焊条架41、丝杆42和单向转动限制器43;焊条架41上设有多条并排布置的
焊条放置槽411,焊条放置槽411用于放置焊条50,且焊条架41设有螺纹管道412,螺纹管道
412的延伸方向与焊条放置槽411的长度方向垂直;丝杆42的一端与螺纹管道412螺纹连接,
丝杆42的另一端与内轮121连接,丝杆42的自转用于驱动焊条架41移动;单向转动限制器43
与丝杆42连接,单向转动限制器43用于限制丝杆42在夹持机构20转向焊条输送机构40时转
动。
步轮12转动后,将能驱动焊条输送机构40移动,以此将焊条50送至夹持机构20进行夹持的
区域。
在这个方向进行自转,所以驱动机构10只能带动过盈配合设置的外轮122进行转动,而丝杆
42和内轮121将保持不动,从而实现了焊条输送机构40的移动停止。
限制扭簧433用于控制挡板432复位;棘轮434套接于丝杆42外,棘轮434用于跟随丝杆42自
转,棘轮434与挡板432抵接;在夹持机构20转向焊条输送机构40时,棘轮434的转动推动挡
板432翻转;在夹持机构20转离焊条输送机构40时,挡板432阻挡棘轮434转动。
行往下的翻转,所以棘轮434与挡板432的抵接将会阻碍丝杆42继续进行自转,从而实现了
单向转动控制的目的。
本发明的保护范围。