[發明專利]一種中空偏交型六自由度噴涂機器人

有效

• 申請號: 201610756358.6
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106272399B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 付莊;盧冠宇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;B25J11/00;B25J17/02;B05B13/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 徐紅銀;郭國中

本發明提供了一種中空偏交型六自由度噴涂機器人，包括中空的機座、中空的機座齒輪箱、中空的大臂、中空的小臂和中空偏交結構的腕部，所述機座、大臂、小臂和腕部均為中空結構，從而實現管線的不裸露安置。本發明所使用的伺服電機位置集中，便于防爆，工作空間大，控制精度高，載荷大，管線可以完全內置，適應環境能力強；通過更換末端執行器可以很方便的用于其他用途，降低使用者成本。

技術領域

本發明涉及機械加工設備設計與智能機器人領域，具體地，涉及一種中空偏交型六自由度噴涂機器人。

背景技術

機器人噴涂是一項較成熟的技術，已經有三十多年的研究和發展歷史。隨著近幾年噴涂機器人的技術不斷創新，其在世界發達國家噴涂機器人領域得到了廣泛的應用，在國際市場上也已經形成了較為穩定的格局。

經檢索，公開號為CN105728239A的中國發明專利，涉及一種架空輸電線路自動噴涂機器人，其包括控制系統和移動機體，所述移動機體上設有電源、行走系統和噴涂系統；噴涂系統包括氣壓罐、絕緣漆桶和噴涂頭，噴涂頭設計為機械手臂，此機械手臂的手爪設有密閉容腔，絕緣漆桶里的絕緣漆通過壓力輸送到此密閉容腔中，噴涂頭的噴嘴設置于機械手臂的手爪上并沿徑向環繞架空輸電線路設置。但該專利中涉及的機器人手臂自由度少，相比這幾項專利，本發明所涉及的機器人手臂關節采用了中空偏交型結構，結構簡單可靠，拆裝維護方便，極大地降低了成本，易于實現。

公開號為CN105599000A和CN105619447A的中國發明專利，涉及一種四支鏈并聯噴涂機器人關節，主要包括定平臺、動平臺、環形導軌，連接動、定平臺的四條運動支鏈。可實現動平臺相對定平臺做兩自由度轉動，但仍然有自由度少，工作空間小的問題。

公開號為2016.06.08的中國發明專利，涉及一種十三自由度大型船體外表面噴涂機器人，其中涉及六自由度輕量化機械手，設在七自由度液壓展臂上，該發明用于噴涂大型船體。但是該六軸噴涂機器人采用外置管線的方式，結構較為復雜，且外置的管線影響工作空間。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種中空偏交型六自由度噴涂機器人，采用中偏交型的腕部和中空的手臂和機座，整個機器人從末端執行器到基座，均可實現中空，且載荷大，精度高，可滿足正常使用功能。

為實現以上目的，本發明提供一種中空偏交型六自由度噴涂機器人，包括：

機座，為中空結構，設有機座驅動部件和齒輪組，所述機座由機座驅動部件驅動并通過齒輪組傳動，所述機座驅動部件的轉動帶動整個機座的轉動；

大臂，為中空結構，設有大臂底座和大臂驅動部件，所述大臂底座與機座連接，所述大臂由大臂驅動部件驅動，大臂驅動部件的轉動直接帶動大臂繞大臂底座轉動；

小臂，為中空結構，一端與大臂連接，所述小臂由小臂驅動部件驅動，小臂驅動部件的轉動帶動小臂升降運動；

腕部，為中空偏交型腕部，其連接所述小臂的另一端，另一端通過連接件連接末端執行器；所述中空偏交型腕部包括兩個偏交的關節，所述兩個偏交的關節是兩個中軸線夾角為60°的腕部關節，其中一個腕部關節為固定在小臂上的近臂端腕部外殼，另一個腕部關節為用于連接末端執行器的離臂端腕部外殼，所述腕部內部設有三個腕部驅動部件，其中一個腕部驅動部件的轉動帶動小臂繞其中心軸旋轉，另一個腕部驅動部件用于帶動離臂端腕部外殼的旋轉，第三個腕部驅動部件用于腕部與末端執行器連接處的連接件的旋轉，從而實現末端執行器的完成在腕部關節的三個自由度的空間姿態變化。

優選地，所述機座驅動部件、大臂驅動部件、三個腕部驅動部件，均設有編碼器及減速器，按照所需的運動軌跡，通過上位機控制系統生成轉動參數，完成相關運動。