[發(fā)明專利]利用六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410814474.X
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104476054A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡敢為;范雨;張林;李智杰;張永文;李榮康;朱凱君;王龍;王小純;李巖舟;楊旭娟
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B25J9/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責任公司 45104
• 代理人: 韋錦捷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，特別是一種利用六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法。

背景技術(shù)

串聯(lián)機器人剛度較低，不能應(yīng)用于高速、大承載的場合；而并聯(lián)機器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、剛度高且末端焊接執(zhí)行器慣性小等特點，驅(qū)動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應(yīng)好；但是并聯(lián)機器人的明顯缺點是工作空間小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜。工程上現(xiàn)有的帶有局部閉鏈的操作機如MOTOMAN-K10并沒有解決工業(yè)機器人存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種利用六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機器人關(guān)于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種利用六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法，

所述的六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)包括立柱、主臂、第一搖臂、第二搖臂、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、連接塊、第五連桿、第六連桿和第七連桿，所述立柱底端用于連接車體，立柱頂端通過第一轉(zhuǎn)動副分別與主臂第一個連接端和第一搖臂第一個連接端連接，第一搖臂第二個連接端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第二個連接端連接，第二搖臂第一個連接端通過第五轉(zhuǎn)動副與主臂第二個連接端連接，第二搖臂第三個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第一搖臂第三個連接端連接，第三連桿一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第四個連接端連接，第三連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端用于連接焊接執(zhí)行機構(gòu)；所述的立柱側(cè)面連接第二固定副，連接塊一端通過第二固定副與立柱連接，另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與第七連桿一端連接，第七連桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與主臂的第二個連接端連接；

焊接作業(yè)前，將車體與立柱底端用第一固定副連接起來，將焊接執(zhí)行機構(gòu)用第九轉(zhuǎn)動副與第四連桿連接起來；

焊接作業(yè)進行時，通過電機驅(qū)動主臂，使主臂進行旋轉(zhuǎn)運動，同時，第五連桿、第六連桿和第七連桿支撐主臂，并與主臂進行運動合成；再通過電機驅(qū)動第二搖臂，從而使第二搖臂對第三連桿進行搖臂式控制；通過電機驅(qū)動，使第三連桿和第四連桿進行旋轉(zhuǎn)運動，從而使連桿機構(gòu)完成焊接作業(yè)。

本發(fā)明的突出優(yōu)點在于：

1、由立柱、第五連桿、第六連桿、第七連桿和主臂形成一個執(zhí)行機構(gòu)運動控制的子鏈，提高了機器人的剛度，并且搖臂移動式設(shè)計大大提高機器人的工作空間，能避免機構(gòu)的死點位置，能使機器人的作用范圍更大，并且能使機構(gòu)更好的保持平衡；

2、電機安裝在搖臂關(guān)節(jié)上，通過四桿機構(gòu)上的轉(zhuǎn)動副驅(qū)動閉環(huán)鏈運動，從而間接驅(qū)動末端連桿，使末端焊接執(zhí)行器的活動度和活動空間更大，能減小能動力矩；

3、電機安裝在主臂后面，降低了整個機構(gòu)的重心，而且可以安裝功率較大的電機在機構(gòu)上，使末端焊接執(zhí)行器可以適應(yīng)在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復(fù)雜作業(yè)中；

4、連桿機構(gòu)與末端焊接執(zhí)行器之間用一個帶鉸鏈的連桿和末端焊接執(zhí)行器連接，使執(zhí)行器靈活度更高，工作空間比以往的機器人更大，而且?guī)сq鏈的連桿做成輕桿，可以使整個機構(gòu)動力性能更好且易于控制，還可以使末端焊接執(zhí)行器在小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動360度周角，使機構(gòu)能適用于更多場合，精度更高；

5、連桿做成輕桿，使機構(gòu)運動慣量小，動力學(xué)性能好；

6、與同類型的機器人機構(gòu)相比較，相同功率下做的功更多。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第一工作立體圖。

圖2為本發(fā)明所述六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第一工作正視圖。

圖3為本發(fā)明所述六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第一工作后視圖。

圖4為本發(fā)明所述六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第二工作正視圖。

圖5為本發(fā)明所述六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第三工作正視圖。

圖6為本發(fā)明所述六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第四工作正視圖。

圖7為本發(fā)明所述六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)的第一搖臂結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明所述六自由度五桿移動式連桿機構(gòu)的第二搖臂結(jié)構(gòu)示意圖。