[發(fā)明專利]一種噴涂機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110103864.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN112894772B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王道明;黃子桐;訾斌;王正雨;錢森;謝鵬濤;李夢(mèng)祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J11/00;B25J17/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 孫靜楠;何梅生

本發(fā)明公開了一種噴涂機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)，涉及噴涂機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，大臂的前端通過第一連接部與支座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，形成兩個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)副，末端通過第二連接部與小臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接，形成一個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)副，還包括通過第二連接部安裝于小臂末端的腕部機(jī)構(gòu)，腕部關(guān)節(jié)包括獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)的第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)和外殼結(jié)構(gòu)，共形成三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)副。本發(fā)明腕部結(jié)構(gòu)的第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線無共交點(diǎn)，呈斜交型非球形的新型運(yùn)動(dòng)方式，每個(gè)關(guān)節(jié)均獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)，能夠分別實(shí)現(xiàn)的周向轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)靈活性好，運(yùn)動(dòng)軌跡覆蓋全面，特別適用于狹小環(huán)境和復(fù)雜環(huán)境下大部件的噴涂作業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及噴涂機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種噴涂機(jī)器人的腕部結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

噴涂機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支，能夠自動(dòng)完成噴漆或噴涂其他涂料的工作。噴涂機(jī)器人的末端執(zhí)行器較大的運(yùn)動(dòng)空間，并可做復(fù)雜的軌跡運(yùn)動(dòng)，用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產(chǎn)部門。家具噴涂也是噴涂機(jī)器人應(yīng)用較為普遍的場(chǎng)合。家具的零部件形狀多變，且對(duì)于噴涂的涂層厚度、涂層表面的平整性、均勻性均有較高的要求。

噴涂機(jī)器人的腕部用于固定末端執(zhí)行器，并控制末端執(zhí)行器的空間位置和姿態(tài)，為使末端執(zhí)行器的靈活性能夠滿足噴涂要求，噴涂機(jī)器人的腕部至少需要三個(gè)以上的自由度。

現(xiàn)有的三自由度噴涂機(jī)器人的腕部結(jié)構(gòu)分為球形手腕以及非球形手腕，其中球形手腕為目前三自由度噴涂機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)最常見的形式。球形手腕的三個(gè)關(guān)節(jié)軸線相交于一點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)具有確定性，進(jìn)行離線程序控制；但因其機(jī)械結(jié)構(gòu)本身的限制，球形手腕的第二關(guān)節(jié)無法實(shí)現(xiàn)360°的周向轉(zhuǎn)動(dòng)，靈活性不夠理想，且其允許的運(yùn)動(dòng)覆蓋范圍不夠全面，導(dǎo)致使用該類噴涂機(jī)器人對(duì)大型家具進(jìn)行噴涂時(shí)存在噴涂死角。

此外，噴涂作業(yè)進(jìn)行時(shí)，需要噴涂管線與噴涂機(jī)器人同步動(dòng)作，如噴涂管線設(shè)置為由噴涂機(jī)器人外圍經(jīng)過，存在因運(yùn)動(dòng)干涉導(dǎo)致的安全隱患；因此，噴涂管線內(nèi)置是噴涂機(jī)器人的最為理想的布置形式，空心結(jié)構(gòu)的非球形手腕非常適用于噴涂機(jī)器人。

但現(xiàn)有的正交型非球形空心手腕的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致噴涂管線以90°彎折，易導(dǎo)致涂料輸送堵塞，甚至導(dǎo)致噴涂管線破裂。

通過現(xiàn)有技術(shù)檢索，存在以下已知的技術(shù)方案：

現(xiàn)有技術(shù)1：

申請(qǐng)?zhí)枺篊N201920258813.9，申請(qǐng)日：20190228，公開(公告)日：20200508，該現(xiàn)有技術(shù)公開了一種六軸噴涂機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)，包括腕部、四軸中空齒輪軸傳動(dòng)部分、五軸中空齒輪軸傳動(dòng)部分、六軸中空齒輪軸傳動(dòng)部分，腕部依次包括第一腕部彎頭、第二腕部彎頭、第三腕部彎頭；四軸中空齒輪軸傳動(dòng)部分，包括第一四軸中空齒輪軸、第二四軸中空齒輪軸、四軸減速機(jī)；五軸中空齒輪軸傳動(dòng)部分，包括第一五軸中空齒輪軸、第二五軸中空齒輪軸、第三五軸中空齒輪軸、五軸減速機(jī)；六軸中空齒輪軸傳動(dòng)部分，包括第一六軸中空齒輪軸、第二六軸中空齒輪軸、第三六軸中空齒輪軸、第四六軸中空齒輪軸、六軸減速機(jī)。本發(fā)明提供的六軸噴涂機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)，用于解決腕部各軸轉(zhuǎn)度過小、輸出扭矩小、回轉(zhuǎn)精度不高等問題。

現(xiàn)有技術(shù)2：

申請(qǐng)?zhí)枺篊N201911236492.3，申請(qǐng)日：2019.12.05，公開(公告)日：2020.04.03，該現(xiàn)有技術(shù)涉及工業(yè)機(jī)器人噴涂技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種噴涂機(jī)器人偏置手腕結(jié)構(gòu),包括作為整個(gè)手腕基座且與機(jī)器人通過螺釘連接的四軸手腕體、按照順序與四軸手腕體通過螺釘連接的五軸手腕體、六軸手腕體、設(shè)置在六軸手腕體上的末端輸出法蘭，還包括：四軸傳動(dòng)組件，內(nèi)套在四軸手腕體內(nèi)，用于實(shí)現(xiàn)四軸手腕體的手腕傳動(dòng)；五軸傳動(dòng)組件，內(nèi)套在五軸手腕體內(nèi)，用于實(shí)現(xiàn)五軸手腕體的手腕傳動(dòng)；六軸傳動(dòng)組件，內(nèi)套在六軸手腕體內(nèi)，用于實(shí)現(xiàn)六軸傳動(dòng)組件的手腕傳動(dòng)，通過機(jī)器人驅(qū)動(dòng)軸連接平鍵一、平鍵二、平鍵三分別實(shí)現(xiàn)四軸手腕體、五軸手腕體、六軸手腕體的轉(zhuǎn)動(dòng)，操作靈活，噴涂機(jī)器人專用手腕配套使用噴涂機(jī)器人，提高噴涂機(jī)器人性能及適用范圍。