[發(fā)明專利]一種基于對(duì)稱冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610348454.7
• 申請(qǐng)日: 2016-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105834621B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 饒琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嵊州北航投星空眾創(chuàng)科技有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B23K37/00;B23K37/02
• 代理公司: 紹興市知衡專利代理事務(wù)所(普通合伙)33277
• 代理人: 張媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種基于對(duì)稱冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手。

背景技術(shù)

焊接也稱作熔接或者镕接，焊接是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術(shù)；現(xiàn)代焊接的能量來(lái)源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等，除了在工廠中使用外，焊接還可以在多種環(huán)境下進(jìn)行，如野外、水下和太空，無(wú)論在何處，焊接都可能給操作者帶來(lái)危險(xiǎn)，所以在進(jìn)行焊接時(shí)必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線照射過(guò)度等。對(duì)于目前的焊接多采用人工焊接，這樣不僅占用了大量的人工成本，焊接效率低，焊接質(zhì)量差，而且由于人工焊接，在焊接過(guò)程中常伴有危險(xiǎn)事故產(chǎn)生，給焊接工人帶來(lái)了一定的人身危險(xiǎn)。鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于對(duì)稱冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于對(duì)稱冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手。

本發(fā)明所要解決其技術(shù)問(wèn)題所采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

一種基于對(duì)稱冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人焊接機(jī)械手，包括冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)和焊接執(zhí)行裝置；所述的焊接執(zhí)行裝置位于冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)正下方，且焊接執(zhí)行裝置與冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)固連。

進(jìn)一步，所述的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、第一支鏈和第二支鏈；所述的定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)均為圓盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，且動(dòng)平臺(tái)位于定平臺(tái)正上方；所述的第一支鏈和第二支鏈的數(shù)量均為二，第一支鏈和第二支鏈均位于定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)之間，第一支鏈和第二支鏈的兩端均分別與定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)相連接，且第一支鏈和第二支鏈的水平安裝角度為90度；所述的第一支鏈包括第一耳座、虎克鉸、第一電動(dòng)推桿、第一球鉸鏈、第一連接柱和第一減震彈簧；所述的第一耳座固定在定平臺(tái)上端面上，第一耳座與第一電動(dòng)推桿下端之間采用虎克鉸進(jìn)行連接，第一電動(dòng)推桿上端與第一球鉸鏈相連接，第一球鉸鏈通過(guò)第一連接柱固定在動(dòng)平臺(tái)的下端面上，第一減震彈簧繞套在第一電動(dòng)推桿上，通過(guò)虎克鉸可進(jìn)行兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第一球鉸鏈可進(jìn)行三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第一電動(dòng)推桿可進(jìn)行上下移動(dòng)，第一支鏈采用2-UPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的形式，且通過(guò)第一減震彈簧增加了第一支鏈運(yùn)動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性，提高了本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)性能；所述的第二支鏈包括第二耳座、轉(zhuǎn)動(dòng)銷、第二電動(dòng)推桿、第二球鉸鏈、第二連接柱和第二減震彈簧；所述的第二耳座固定在定平臺(tái)上端面上，第二耳座與第二電動(dòng)推桿下端之間采用轉(zhuǎn)動(dòng)銷進(jìn)行連接，第二電動(dòng)推桿上端與第二球鉸鏈相連接，第二球鉸鏈通過(guò)第二連接柱固定在動(dòng)平臺(tái)的下端面上，第二減震彈簧繞套在第二電動(dòng)推桿上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)銷可進(jìn)行一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第二球鉸鏈可進(jìn)行三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第二電動(dòng)推桿可進(jìn)行上下移動(dòng)，第二支鏈采用2-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的形式，且通過(guò)第二減震彈簧增加了第二支鏈運(yùn)動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性，提高了本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)性能；冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)通過(guò)定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、第一支鏈和第二支鏈組成了四自由度對(duì)稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)，且其采用2-UPS-2-RPS的并聯(lián)機(jī)構(gòu)形式，其能實(shí)現(xiàn)沿X軸和Z軸移動(dòng)以及繞X軸和繞Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，且四個(gè)自由度均獨(dú)立，通過(guò)四個(gè)自由度也可以協(xié)調(diào)工作，使的動(dòng)平臺(tái)軌跡沿預(yù)定空間的曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)靈活，在本發(fā)明中，通過(guò)冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)焊接執(zhí)行裝置在空間內(nèi)可進(jìn)行兩平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，便于焊接執(zhí)行裝置在焊接時(shí)局部精準(zhǔn)微小尺寸小方位的調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步，所述的焊接執(zhí)行裝置包括伺服電機(jī)、焊槍、儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)和送絲機(jī)構(gòu)；所述的伺服電機(jī)與焊槍上端相連接，儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)位于送絲機(jī)構(gòu)正上方；所述的儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)包括U型耳座、儲(chǔ)絲轉(zhuǎn)軸和儲(chǔ)絲輪，儲(chǔ)絲輪通過(guò)儲(chǔ)絲轉(zhuǎn)軸安裝在U型耳座上，儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)主要用于焊絲的儲(chǔ)放；所述的送絲機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向管、焊絲、送絲導(dǎo)軌、送絲耳座、送絲驅(qū)動(dòng)輪和送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)，焊絲一端纏繞在儲(chǔ)絲輪上，焊絲另一端穿過(guò)導(dǎo)向管，導(dǎo)向管材質(zhì)為PP塑料材料，送絲導(dǎo)軌、送絲耳座、送絲驅(qū)動(dòng)輪和送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量均為二，送絲導(dǎo)軌分別位于焊絲左右兩側(cè)，送絲耳座上端設(shè)置有送絲導(dǎo)塊，送絲導(dǎo)塊安裝在送絲導(dǎo)軌上，送絲耳座下端為倒立的U型結(jié)構(gòu)，送絲驅(qū)動(dòng)輪前后兩端分別對(duì)稱設(shè)置有轉(zhuǎn)桿，轉(zhuǎn)桿安裝在送絲耳座上，送絲驅(qū)動(dòng)輪沿其中心軸線呈周向方向分別均勻設(shè)置有驅(qū)動(dòng)柱，且驅(qū)動(dòng)柱呈半圓形柱體結(jié)構(gòu)，送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸與送絲驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)桿相連接；具體焊接時(shí)，通過(guò)送絲驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)送絲驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樗徒z驅(qū)動(dòng)輪上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)柱，且兩個(gè)送絲驅(qū)動(dòng)輪對(duì)稱嚙合安裝，所以通過(guò)送絲驅(qū)動(dòng)輪的嚙合旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了焊絲從儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)上垂直由上往下的輸送，且通過(guò)伺服電機(jī)可帶動(dòng)焊槍的局部轉(zhuǎn)動(dòng)，便于焊接的靈活性。