CN108465893B - 一种动态稳定的多自由度焊接机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接机器人领域，特别涉及一种动态稳定的多自由度焊接机器人，包括焊接装置和驱动焊锡装置沿X轴水平移动的第一移动组件，所述第一移动组件的底部设有驱动第一移动组件沿Y轴水平移动的第二移动组件，第二移动组件旁侧支撑柱，支撑柱靠近第二移动组件的一侧设有滑槽，支撑柱远离第二移动组件的另一侧设有驱动第二移动组件竖直移动的第三移动组件，支撑柱底部设有用以驱动支撑柱移动的驱动装置，且驱动装置的顶部设有与第一移动组件、第二移动组件和第三移动组件相连接的控制器。本发明结构简单通过第一移动组件、第二移动组件和第三组件实现焊接件多自由度的焊接，通过齿轮和固定块保证了焊接件在移动的平稳性。

Description

一种动态稳定的多自由度焊接机器人
技术领域
本发明涉及焊接机器人领域，特别涉及一种动态稳定的多自由度焊接机器人。
背景技术
在焊接机器人等自动焊接装置方面，广泛采用通过各种传感器自动追踪焊缝的“焊缝跟踪(Seam Tracking)”。焊缝跟踪的目的在于，通过利用传感器对起因于对象工件的加工误差、设置误差、热变形的焊接过程的动态误差等而产生的焊接目标位置的偏移进行检测并进行修正，以防止焊接缺陷，而管道产品在使用过程中产出损坏由于离墙面太近，传统的焊接机器人无法焊接导致需要将管道取下，将损坏的部位焊接后再将管道安装至原来的位置，且焊锡机器人在工作时会产生振动感导致焊接部位发生偏移或者焊接到其他部位。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种动态稳定的多自由度焊接机器人。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种动态稳定的多自由度焊接机器人，包括焊接装置和驱动焊锡装置沿X轴水平移动的第一移动组件，所述第一移动组件的顶部设有与焊接装置相铰接的铰接部，第一移动组件的底部设有驱动第一移动组件沿Y轴水平移动的第二移动组件，第一移动组件插接于第二移动组件的一端，第二移动组件的旁侧设有竖直设置的支撑柱，支撑柱靠近第二移动组件的一侧设有与第二移动组件滑动配合的滑槽，支撑柱远离第二移动组件的另一侧设有驱动第二移动组件竖直移动的第三移动组件，支撑柱底部设有用以驱动支撑柱移动的驱动装置，且驱动装置的顶部设有与第一移动组件、第二移动组件和第三移动组件相连接的控制器，所述焊接装置包括连接杆和焊接件，连接杆的一端与铰接部铰接，另一端固接焊接件，连接杆顶部设有控制杆，拉动控制杆使连接杆1a移动,用于使焊接件对出现裂缝的位置进行焊接。
进一步的，所述第一移动组件包括水平设置的第一电机、丝杆、方杆和固定在第二移动组件上的定位套，所述第一电机位于定位套靠近第二移动组件的一端并通过联轴器与丝杆连接，所述方杆位于定位套内且方杆的外侧壁与定位套内侧壁滑动配合，所述丝杆位于方杆内并与方杆螺纹配合，所述丝杆的轴线与方杆的中心线重合，铰接部位于方杆的顶部。
进一步的，所述第二移动组件包括水平设置的第二电机、固定块、承托套和滑块，所述滑块竖直设置于滑槽内其顶部设有与第三移动组件相配合的连接孔，承托套和第二电机均与滑块连接，所述固定块内设有容纳第一电机的容纳腔，固定块底部与承托套滑动配合的凸棱，承托套内设有与凸棱相配合的凹槽，第二电机位于固定块顶部且第二电机的输出端设有齿轮，固定块顶部设有与齿轮相啮合的齿槽。
进一步的，所述第三移动组件包括钢绳、收绳轮和固定于支撑柱上部的第三电机，所述收绳轮固定连接于第二电机的输出轴上，钢绳的一端与收绳轮固定连接，钢绳的另一端穿过连接孔后绕自身缠绕锁紧。
进一步的，所述焊锡装置包括连接杆和焊接件，连件杆的一端与方杆顶部的铰接部铰接，连接杆的另一端设有用以固定焊接件的锁紧套，所述锁紧套外侧设有检测焊接件焊锡位置的传感器。
进一步的，所述驱动装置包括固定板和固定连接与固定板底部的四个万向轮，四个万向轮呈矩阵分布，固定板顶部旁侧设有与固定板插接配合的推杆。
进一步的，所述控制器包括显示器、控制按钮和移动摇杆，所述显示器与传感器连接，控制按钮和移动摇杆均与第一电机、第二电机和第三电机电性连接。
进一步的，所述连接杆顶部设有控制杆，所述控制杆的一端设有与连接杆插接配合的插槽，连接杆中心处设有与控制杆插接相配合的插杆。
进一步的，所述支撑柱顶部设有定滑轮，所述定滑轮与钢绳滑动配合。
有益效果：本发明一种动态稳定的多自由度焊接机器人，当管道因使用产生裂缝需要进行维修时第三电机驱动收绳轮转动，收绳轮带动钢绳绕收绳轮转动滑块在滑槽内竖直移动，第二电机驱动输出轴上的齿轮转动与固定块上的齿槽相配合使固定块沿X轴移动，第一电机驱动丝杆旋转使方杆在定位套内滑动，推动方杆顶部铰接的连接杆相前移动，控制杆通过连接杆上所设的插杆控制连接杆另一端上固定连接的焊接件，感应器将感应到的画面传送至显示器上，通过拉动控制杆对出现裂缝的位置进行焊接，本发明结构简单通过第一移动组件、第二移动组件和第三组件实现焊接件多自由度的焊接，本发明通过齿轮和固定块保证了焊接件在移动的平稳性。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图一；
图2为图1中A处放大示意图；
图3为本发明的立体结构示意图二；
图4为本发明的立体结构示意图三；
图5为图4中B处放大示意图；
图6为图4中C处放大示意图；
图7为本发明滑块、第二电机和齿轮的剖视示意图；
图8为本发明第一移动组件和焊锡装置装配示意图；
图9为本发明第一移动组件剖视示意图；
附图标记说明：焊接装置1，连接杆1a，焊接件1b，锁紧套1c，传感器1d，第一移动组件2，第一电机2a，丝杆2b，方杆2c，定位套2d，第二移动组件3，第二电机3a，固定块3b，承托套3c，滑块3d，齿轮3e，第三移动组件4，收绳轮4a，第三电机4b，
驱动装置5，固定板5a，万向轮5b，推杆5c，控制器6，显示器6a，控制按钮6b，移动摇杆6c，支撑柱7，定滑轮7a，控制杆8。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
参照图1至9所述的一种动态稳定的多自由度焊接机器人，包括焊接装置1和驱动焊接装置1沿X轴水平移动的第一移动组件2，所述第一移动组件2的顶部设有与焊接装置1相铰接的铰接部，第一移动组件2的底部设有驱动第一移动组件2沿Y轴水平移动的第二移动组件3，第一移动组件2插接于第二移动组件3的一端，第二移动组件3的旁侧设有竖直设置的支撑柱7，支撑柱7靠近第二移动组件3的一侧设有与第二移动组件3滑动配合的滑槽，支撑柱7远离第二移动组件3的另一侧设有驱动第二移动组件3竖直移动的第三移动组件4，支撑柱7底部设有用以驱动支撑柱移动的驱动装置5，且驱动装置5的顶部设有与第一移动组件2、第二移动组件3和第三移动组件4相连接的控制器6。
本发明工作原理，当管道因使用产生裂缝需要进行维修时第三电机4b驱动收绳轮4a转动，收绳轮4a带动钢绳绕收绳轮4a转动滑块3d在滑槽内竖直移动，第二电机3a驱动输出轴上的齿轮3e转动与固定块3b上的齿槽相配合使固定块3b沿Y轴移动，第一电机2a驱动丝杆2b旋转使方杆2c在定位套2d内滑动，推动方杆2c顶部铰接的连接杆1a相前移动，控制杆8通过连接杆1a上所设的插杆控制连接杆1a另一端上固定连接的焊接件1b，感应器1d将感应到的画面传送至显示器6a上，通过拉动控制杆8对出现裂缝的位置进行焊接，本发明结构简单通过第一移动组件2、第二移动组件3和第三移动组件4实现焊接件多自由度的焊接，本发明通过齿轮3e和固定块3b保证了焊接件1b在移动的平稳性。
所述第一移动组件2包括水平设置的第一电机2a、丝杆2b、方杆2c和固定在第二移动组件3上的定位套2d，所述第一电机2a位于定位套2d靠近第二移动组件3的一端并通过联轴器与丝杆2b连接，所述方杆2c位于定位套2d内且方杆2c的外侧壁与定位套2d内侧壁滑动配合，所述丝杆2b位于方杆2c内并与方杆2c螺纹配合，所述丝杆2b的轴线与方杆2c的中心线重合，铰接部位于方杆2c的顶部，第一电机2a驱动丝杆2b转动，丝杆2b驱动方杆2c在定位套2d内滑动，方杆2c顶部与连接杆1a铰接配合。
所述第二移动组件3包括水平设置的第二电机3a、固定块3b、承托套3c和滑块3d，所述滑块3d竖直设置于滑槽内其顶部设有与第三移动组件4相配合的连接孔，承托套3c和第二电机3a均与滑块3d连接，所述固定块3b内设有容纳第一电机2a的容纳腔，固定块3b底部与承托套3c滑动配合的凸棱，承托套3c内设有与凸棱相配合的凹槽，第二电机3a位于固定块3b顶部且第二电机3a的输出端设有齿轮3e，固定块3b顶部设有与齿轮3e相啮合的齿槽，承托套3c用于承托固定块3b，第二电机3a上的齿轮3e转动带动固定块3b沿Y轴移动。
所述第三移动组件4包括钢绳、收绳轮4a和固定于支撑柱7上部的第三电机4b，所述收绳轮4a固定连接于第三电机4b的输出轴上，钢绳的一端与收绳轮4a固定连接，钢绳的另一端穿过连接孔后绕自身缠绕锁紧，第三电机4b工作带动收绳轮4a转动，收绳轮4a将钢绳绕收绳轮4a旋转。
所述焊接装置1包括连接杆1a和焊接件1b，连接杆1a的一端与方杆2c顶部的铰接部铰接，连接杆1a的另一端设有用以固定焊接件1b的锁紧套1c，所述锁紧套1c外侧设有检测焊接件1b焊锡位置的传感器1d，传感器1d将前端的检测的画面传送至显示器6a上，焊接件1b对管道上的裂缝进行焊接。
所述驱动装置5包括固定板5a和固定连接与固定板5a底部的四个万向轮5b，四个万向轮5b呈矩阵分布，固定板5a顶部旁侧设有与固定板5a插接配合的推杆5c，固定在固定板5a顶部的推杆5c和固定在固定板5a底部的四个万向轮5b控制固定板5a的方向。
所述控制器6包括显示器6a、控制按钮6b和移动摇杆6c，所述显示器6a与传感器1d连接，控制按钮6b和移动摇杆6c均与第一电机2a、第二电机3a和第三电机4b电性连接。
所述连接杆1a顶部设有控制杆8，所述控制杆8的一端设有与连接杆1a插接配合的插槽，连接杆1a中心处设有与控制杆8插接相配合的插杆，通过拉动控制杆8使连接杆1a移动。
所述支撑柱7顶部设有定滑轮7a，所述定滑轮7a与钢绳滑动配合，定滑轮7a用于减少钢绳在支撑柱7上的摩擦力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种动态稳定的多自由度焊接机器人，其特征在于：包括焊接装置(1)和驱动焊接装置(1)沿X轴水平移动的第一移动组件(2)，所述第一移动组件(2)的顶部设有与焊接装置(1)相铰接的铰接部，第一移动组件(2)的底部设有驱动第一移动组件(2)沿Y轴水平移动的第二移动组件(3)，第一移动组件(2)插接于第二移动组件(3)的一端，第二移动组件(3)的旁侧设有竖直设置的支撑柱(7)，支撑柱(7)靠近第二移动组件(3)的一侧设有与第二移动组件(3)滑动配合的滑槽，支撑柱(7)远离第二移动组件(3)的另一侧设有驱动第二移动组件(3)竖直移动的第三移动组件(4)，支撑柱(7)底部设有用以驱动支撑柱(7)移动的驱动装置(5)，且驱动装置(5)的顶部设有与第一移动组件(2)、第二移动组件(3)和第三移动组件(4)相连接的控制器(6)，所述焊接装置(1)包括连接杆(1a)和焊接件(1b)，所述连接杆(1a)的一端与所述铰接部铰接，另一端固接所述焊接件(1b)，所述连接杆(1a)顶部设有控制杆(8)，拉动控制杆(8)使连接杆（ 1a） 移动,用于使焊接件(1b)对出现裂缝的位置进行焊接；所述第一移动组件(2)包括水平设置的第一电机(2a)、丝杆(2b)、方杆(2c)和固定在第二移动组件(3)上的定位套(2d)，所述第一电机(2a)位于定位套(2d)靠近第二移动组件(3)的一端并通过联轴器与丝杆(2b)连接，所述方杆(2c)位于定位套(2d)内且方杆(2c)的外侧壁与定位套(2d)内侧壁滑动配合，所述丝杆(2b)位于方杆(2c)内并与方杆(2c)螺纹配合，所述丝杆(2b)的轴线与方杆(2c)的中心线重合，铰接部位于方杆(2c)的顶部；所述第二移动组件(3)包括水平设置的第二电机(3a)、固定块(3b)、承托套(3c)和滑块(3d)，所述滑块(3d)竖直设置于滑槽内，其顶部设有与第三移动组件(4)相配合的连接孔，承托套(3c)和第二电机(3a)均与滑块(3d)连接，所述固定块(3b)内设有容纳第一电机(2a)的容纳腔，固定块(3b)底部与承托套(3c)滑动配合的凸棱，承托套(3c)内设有与凸棱相配合的凹槽，第二电机(3a)位于固定块(3b)顶部且第二电机(3a)的输出端设有齿轮(3e)，固定块(3b)顶部设有与齿轮(3e)相啮合的齿槽；所述第三移动组件(4)包括钢绳、收绳轮(4a)和固定于支撑柱(7)上部的第三电机(4b)，所述收绳轮(4a)固定连接于第二电机(3a)的输出轴上，钢绳的一端与收绳轮(4a)固定连接，钢绳的另一端穿过连接孔后绕自身缠绕锁紧；连接杆(1a)的一端与方杆(2c)顶部的铰接部铰接，连接杆(1a)的另一端设有用以固定焊接件(1b)的锁紧套(1c)，所述锁紧套(1c)外侧设有检测焊接件(1b)焊锡位置的传感器(1d)；所述驱动装置(5)包括固定板(5a)和固定连接固定板(5a)底部的四个万向轮(5b)，四个万向轮(5b)呈矩阵分布，固定板(5a)顶部旁侧设有与固定板(5a)插接配合的推杆(5c)；所述控制器(6)包括显示器(6a)、控制按钮(6b)和移动摇杆(6c)，所述显示器(6a)与传感器(1d)连接，控制按钮(6b)和移动摇杆(6c)均与第一电机(2a)、第二电机(3a)和第三电机(4b) 电性连接；所述控制杆(8)的一端设有与连接杆(1a)插接配合的插槽，连接杆(1a)中心处设有与控制杆(8)插接相配合的插杆；所述支撑柱(7)顶部设有定滑轮(7a)，所述定滑轮(7a)与钢绳滑动配合。
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