[發明專利]大軸距高動態四足機器人的整體式輕質機架及其加工工藝

有效

• 申請號: 202010864746.2
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112025163B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 賈文川;曾翔;秦建;孫翊;馬書根;袁建軍;蒲華燕;蘇桂淦;王澤宇
• 申請（專利權）人: 上海大學;蘇州新虎將精密機電有限公司
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04;B23P15/00;B62D57/032
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

1.一種大軸距高動態四足機器人的整體式輕質機架，其特征在于，包括：頭部(1)、軀干(2)、尾部(3)；

所述頭部(1)、軀干(2)、尾部(3)依次連接組成整體式輕質機架，其結構前后主體對稱、左右主體對稱；

所述頭部(1)包括頭部桿件框架、肢體連接結構；所述頭部桿件框架包括左側軸承座固定桿組(111)、右側軸承座固定桿組(112)、側擺板上固定桿(113)、側擺板下固定桿(114)；所述左側軸承座固定桿組(111)包括左前軸承座固定桿(1111)、左后軸承座固定桿(1112)；所述右側軸承座固定桿組(112)包括右前軸承座固定桿(1121)、右后軸承座固定桿(1122)；所述肢體連接結構包括軸承座(121)、腿足安裝桿(122)；

所述尾部(3)與頭部(1)的結構相同；

所述整體式輕質機架由若干空心桿件組成；左側軸承座固定桿組(111)和右側軸承座固定桿組(112)的壁厚大于其余桿件的壁厚，以承受大負載和預留加工余量；所有桿件均通過焊接工藝和L型角座進行固定連接。

2.根據權利要求1所述的一種大軸距高動態四足機器人的整體式輕質機架，其特征在于，所述頭部的側擺板上固定桿(113)的安裝面F_a1與側擺板下固定桿(114)的安裝面F_a2共面；

安裝在同一側的腿足安裝桿(122)的軸線位于同一水平線上，對稱安裝在機身兩側的若干腿足安裝桿的軸線位于同一水平面內。

3.一種基于權利要求 1-2 任意一項 所述的 大軸距高動態四足機器人的整體式輕質機架的加工工藝，其特征在于，所述整體式輕質機架采用分段式加工，分別對頭部(1)、軀干(2)、尾部(3)進行預安裝、焊接、平面銑削和孔加工一系列工序，隨后通過電木治具、L型角座和長型扁鐵將三部分進行安裝固定，最后焊接成一個整體；

所述電木治具含有與所述空心桿件形狀相同的槽口，兩相鄰槽口之間的距離為槽距，用于約束相鄰桿件之間的距離和平行度關系；

所述L型角座，用于初步約束所述整體式輕質機架中各桿件的位置關系；

所述長型扁鐵，其長度大于整體式輕質機架中頭部與尾部之間的距離，將所述頭部、軀干、尾部固定約束；

所述頭部(1)的預安裝由電木治具配合L型角座在鏟花面裝配平臺上進行；選擇所述頭部(1)中桿件數量最多的一層開始裝配，將其作為頭部(1)的第一層，使用L型角座對其進行初步連接，同一方向上桿件數量超過預設值V₁的桿件端面F_e與另一桿件的側面F_s連接，不鎖死L型角座上螺絲；

在桿件端面F_e參與連接的桿件上，靠近桿件連接處安裝兩根電木治具，以減小桿件間產生的支撐力與電木治具產生的夾緊力形成力偶；兩根電木治具之間的距離超過預設值V₂則再添加電木治具輔助定位；依據電木治具的槽距將桿件約束到準確位置；

完成所述頭部(1)的第一層桿件連接后，按與所述頭部第一層桿件連接相同的步驟完成頭部的內部桿件連接，隨后完成第一層的相鄰層桿件連接，所有桿件連接和對應的電木治具安裝完成后，鎖緊壓在桿件上的扁鐵，約束桿件在槽深方向上的位移，隨后將螺桿安裝在電木治具的通孔上，鎖緊螺桿上的螺母，控制頭部的整體外形尺寸；

所述軀干(2)、尾部(3)的預安裝與所述頭部預安裝的步驟相同；

所述電木治具的安裝不影響各桿件連接處的焊接，且軀干兩側的電木治具的槽口朝向機架外部，以留有安裝長型扁鐵的空間，其余位置的電木夾具槽口朝向機架內部。

4.根據權利要求3所述的一種大軸距高動態四足機器人的整體式輕質機架的加工工藝，其特征在于，所述頭部(1)的焊接步驟為先采用局部點焊的方式焊接各桿件相互連接處，以形成一個初步整體；再采用氬弧焊對頭部桿件框架(11)進行整體交替分散段焊，以減少應力集中；隨后對L型角座與桿件連接處進行局部點焊以增強連接剛度；待工件自然冷卻后，拆除電木治具；

所述軀干(2)、尾部(3)的焊接步驟與所述頭部焊接步驟相同。