[發(fā)明專利]利用多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法

無效

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• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104625506A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B25J5/00;B25J9/08
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 韋錦捷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種利用多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法。

背景技術(shù)

串聯(lián)機(jī)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(jī)器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)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(diǎn)，驅(qū)動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運(yùn)動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應(yīng)好；但是并聯(lián)機(jī)器人的明顯缺點(diǎn)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(jī)如MOTOMAN-K10并沒有解決工業(yè)機(jī)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多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)器人關(guān)于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點(diǎn)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種利用多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法，

所述的多自由度搖臂式移動連桿機(jī)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、滑塊、第五連桿和第六連桿，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(gè)連接端和第一搖臂第一個(gè)連接端連接，第一搖臂第二個(gè)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(gè)連接端連接，第二搖臂第一個(gè)連接端通過第五轉(zhuǎn)動副與主臂第二個(gè)連接端連接，第二搖臂第三個(gè)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(gè)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(gè)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(jī)構(gòu)；所述的立柱側(cè)面設(shè)有移動副，滑塊一端通過移動副與立柱連接，另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第十轉(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)動副與主臂的第三個(gè)連接端連接；

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

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

本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1、由立柱、第五連桿、第六連桿和主臂形成一個(gè)焊接執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動控制的子鏈，提高了機(jī)器人的剛度，并且搖臂移動式設(shè)計(jì)大大提高機(jī)器人的工作空間，能避免機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置，能使機(jī)器人的作用范圍更大，并且能使機(jī)構(gòu)更好的保持平衡；

2、電機(jī)安裝在搖臂關(guān)節(jié)上，通過四桿機(jī)構(gòu)上的轉(zhuǎn)動副驅(qū)動閉環(huán)鏈運(yùn)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(jī)安裝在主臂后面，降低了整個(gè)機(jī)構(gòu)的重心，而且可以安裝功率較大的電機(jī)在機(jī)構(gòu)上，使末端焊接執(zhí)行器可以適應(yīng)在焊接、噴涂、搬運(yùn)、裝卸、裝配、碼垛等復(fù)雜作業(yè)中；

4、連桿機(jī)構(gòu)與末端焊接執(zhí)行器之間用一個(gè)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(jī)器人更大，而且?guī)сq鏈的連桿做成輕桿，可以使整個(gè)機(jī)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(jī)構(gòu)能適用于更多場合，精度更高；

5、連桿做成輕桿，使機(jī)構(gòu)運(yùn)動慣量小，動力學(xué)性能好；

6、與同類型的機(jī)器人機(jī)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)明所述多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第一工作示意圖。

圖2為本發(fā)明所述多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第一工作正視圖。

圖3為本發(fā)明所述多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第一工作后視圖。

圖4為本發(fā)明所述多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第一工作俯視圖。

圖5為本發(fā)明所述多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)的第一搖臂結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明所述多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)的第二搖臂結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明所述多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)的主臂結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明所述多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)的第三連桿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明所述多自由度搖臂式移動連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第二工作示意圖。