CN109277746B - 一种能够多角度旋转的焊接机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够多角度旋转的焊接机械手，包括底板，所述底板顶部的中点处固定连接有固定壳，所述固定壳的顶部固定连接有环形块，所述固定壳内壁的底部固定连接有稳固电机，所述稳固电机的输出轴上固定连接有稳固转轴。本发明通过稳固电机、稳固转轴、稳固板、固定块、旋转块、旋转电机、旋转转轴、旋转齿轮、连接轴、滑槽、滑杆、滑块、第一稳固块、齿轮杆、第一转轴、稳固杆、第二稳固块、第二转轴、连接杆和移动块的相互配合，实现了便于多角度旋转焊接的效果，解决了焊接机械手不便于多角度旋转焊的问题，提高了机械手的灵活性，避免焊接出现焊接偏差的问题，增加了工作效率，给使用者带来极大的便利。

Description

一种能够多角度旋转的焊接机械手

技术领域

本发明涉及焊接机械手技术领域，具体为一种能够多角度旋转的焊接机械手。

背景技术

目前，机械手应用已经被广泛应用，机械手应用于物料搬运、产品抓取、产品切割加工、焊接等多种工位，在方便生产的同时，也解决了人工成本的问题，在产品生产加工过程中，往往需要采用焊接工艺来实现对产品的固定连接，常见的焊接机械手不便于多角度旋转焊接，但是现有的产品其焊接方式一般都是焊件做旋转动作而焊枪处于固定不动状态，这种方式存在由于焊件夹装不稳，极易导致焊接产品出现焊接偏差，进而导致产品质量降低，大大降低了工作效率，给使用者带来极大的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够多角度旋转的焊接机械手，具备便于多角度旋转焊接的优点，解决了常见的焊接机械手不便于多角度旋转焊的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种能够多角度旋转的焊接机械手，包括底板，所述底板顶部的中点处固定连接有固定壳，所述固定壳的顶部固定连接有环形块，所述固定壳内壁的底部固定连接有稳固电机，所述稳固电机的输出轴上固定连接有稳固转轴，所述稳固转轴的顶端从下至上依次贯穿固定壳和环形块且延伸至环形块的上方固定连接有稳固板，所述稳固板的底部且位于环形块的左右两侧均固定连接有固定块，所述固定块靠近环形块的一侧且对应环形块的位置固定连接有旋转块，所述旋转块远离固定块的一侧贯穿环形块且延伸至其内壁与其相互接触，所述稳固板的顶部固定连接有竖板，所述竖板右侧的顶部固定连接有支撑板，所述支撑板背面的右侧固定连接有旋转电机，所述旋转电机的输出轴上固定连接有旋转转轴，所述旋转转轴远离旋转电机的一端贯穿支撑板且延伸至其正面，位于支撑板正面的旋转转轴的表面固定连接有旋转齿轮，所述竖板的右侧且位于支撑板的下方固定连接有连接板，所述连接板正面的右侧固定连接有连接轴，所述连接轴的表面活动连接有安装板，所述安装板的底部固定连接有焊头主体，所述连接板的顶部开设有滑槽，所述滑槽内壁的左右两侧通过滑杆固定连接，所述滑杆的表面滑动连接有滑块，所述滑块的顶部固定连接有第一稳固块，所述第一稳固块的顶部且对应旋转齿轮的位置固定连接有与旋转齿轮相互啮合的齿轮杆，所述第一稳固块的正面固定连接有第一转轴，所述第一转轴的后侧贯穿第一稳固块且延伸至其背面活动连接有稳固杆，所述稳固杆正面的顶部设置有第二稳固块，所述第二稳固块的正面固定连接有第二转轴，所述第二转轴的后侧贯穿第二稳固块且延伸至其背面与稳固杆活动连接，所述安装板背面的顶部对称设置有两个横板，两个横板靠近第二稳固块的一侧通过连接杆固定连接，所述连接杆的表面且对应第二稳固块的位置滑动连接有移动块，所述移动块的左侧与第二稳固块的右侧固定连接，所述竖板左侧的顶部设置有PLC控制器，所述PLC控制器分别与稳固电机和旋转电机电性连接；在所述移动块上固定设置有平衡板，在所述平衡板上设置有压力传感器，在所述压力传感器与所述横板之间设置有压力弹簧，在所述移动块靠近所述第二稳固快的一侧设置有伸缩腔，在所述伸缩靠近所述第二稳固快的一侧的底部设置有第二磁铁，在所述第二磁铁的靠近所述伸缩腔的一侧设置有伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩端固定连接有伸缩板，在所述伸缩板的内部对应所述第二磁铁设置有第一磁铁，所述第一磁铁与所述第二磁铁相互对应面的磁极相反，在所述伸缩板的外侧设置有固定齿，所述伸缩板的上下两端均固定连接有滚轮，在所述第二稳固块的底部固定设置有角度传感器，所述连接杆具有中空腔，在所述中空腔中对应所述第一磁铁的位置设置有电磁铁，所述连接杆具有贯穿所述连接杆的竖直滑槽，所述平衡板的内侧连接有连接块的一端，所述连接块的另一端固定连接所述电磁铁。

优选的，所述底板的底部固定连接有搁置块，所述搁置块的底部固定连接有减震垫。

优选的，所述连接板底部的左侧固定连接有加强筋，所述加强筋远离连接板的一侧与竖板的右侧固定连接。

优选的，所述旋转转轴的表面且位于旋转齿轮的正面与背面均固定连接有限位块，所述限位块靠近旋转齿轮的一侧与旋转齿轮固定连接。

优选的，所述滑杆表面的左右两侧均套接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧远离滑块的一端与滑槽的内壁固定连接。

优选的，所述支撑板的背面且对应旋转电机的位置设置有稳固壳，所述旋转电机的背面与稳固壳的内壁相互接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过稳固电机、稳固转轴、稳固板、固定块、旋转块、旋转电机、旋转转轴、旋转齿轮、连接轴、滑槽、滑杆、滑块、第一稳固块、齿轮杆、第一转轴、稳固杆、第二稳固块、第二转轴、连接杆和移动块的相互配合，实现了便于多角度旋转焊接的效果，解决了焊接机械手不便于多角度旋转焊的问题，提高了机械手的灵活性，避免焊接出现焊接偏差的问题，增加了工作效率，给使用者带来极大的便利。

2、本发明通过设置搁置块和减震垫，提高了整个稳定性，避免整个装置发生晃动，通过设置加强筋，提高了连接板和竖板之间的稳固性，通过设置限位块，提高了旋转齿轮和旋转转轴之间的稳固性，通过设置缓冲弹簧，避免滑块和滑槽直接发生碰撞，减少了滑块对滑槽的缓冲力，通过设置稳固壳，起到了防护旋转电机的作用。

3、本发明通过设置压力弹簧、压力传感器、平衡板、连接块、电磁铁、伸缩板、滚轮、伸缩腔、第一磁铁、伸缩杆、第二磁铁、固定齿、角度传感器相互配合作用，控制器可以根据压力弹簧的压力以及角度传感器的位置来判断焊头主体的位置，从而精确进行焊接，更为重要的，在进行焊接的时候，通过上述中的电磁铁吸引第一磁铁，从而带动伸缩板在伸缩杆的伸缩方向上运动，最终固定齿与连接杆接触，提高接触阻力，从而实现焊接主体的精确固定，避免出现轻微抖动，提高焊接精确性。

附图说明

图1为本发明正视图的结构剖面图；

图2为本发明图1中A-A的局部放大图；

图3为本发明左视图的结构剖面图；

图4为本发明图3中B-B的局部放大图；

图5为本发明中位置判断和固定结构示意图；

图6为本发明中固定结构的详细示意图。

图中：1底板、2固定壳、3环形块、4稳固电机、5稳固转轴、6稳固板、7固定块、8旋转块、9竖板、10支撑板、11旋转电机、12旋转转轴、13旋转齿轮、14连接板、15连接轴、16安装板、17焊头主体、18滑槽、19滑杆、20滑块、21第一稳固块、22齿轮杆、23第一转轴、24稳固杆、25第二稳固块、26第二转轴、27横板、28连接杆、29移动块、30 PLC控制器、31搁置块、32减震垫、33加强筋、34限位块、35缓冲弹簧、36稳固壳、37压力弹簧、38压力传感器、39平衡板、40连接块、41电磁铁、42伸缩板、43滚轮、44伸缩腔、45第一磁铁、46伸缩杆、47第二磁铁、48固定齿、49角度传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种能够多角度旋转的焊接机械手，包括底板1，底板1的底部固定连接有搁置块31，搁置块31的底部固定连接有减震垫32，通过设置搁置块31和减震垫32，提高了整个稳定性，避免整个装置发生晃动，底板1顶部的中点处固定连接有固定壳2，固定壳2的顶部固定连接有环形块3，固定壳2内壁的底部固定连接有稳固电机4，稳固电机4的输出轴上固定连接有稳固转轴5，稳固转轴5的顶端从下至上依次贯穿固定壳2和环形块3且延伸至环形块3的上方固定连接有稳固板6，稳固板6的底部且位于环形块3的左右两侧均固定连接有固定块7，固定块7靠近环形块3的一侧且对应环形块3的位置固定连接有旋转块8，旋转块8远离固定块7的一侧贯穿环形块3且延伸至其内壁与其相互接触，通过设置环形块3、固定块7和旋转块8，提高了稳固板6运动时的稳固性，稳固板6的顶部固定连接有竖板9，竖板9右侧的顶部固定连接有支撑板10，支撑板10背面的右侧固定连接有旋转电机11，支撑板10的背面且对应旋转电机11的位置设置有稳固壳36，旋转电机11的背面与稳固壳36的内壁相互接触，通过设置稳固壳36，起到了防护旋转电机11的作用，旋转电机11的输出轴上固定连接有旋转转轴12，旋转转轴12远离旋转电机11的一端贯穿支撑板10且延伸至其正面，位于支撑板10正面的旋转转轴12的表面固定连接有旋转齿轮13，旋转转轴12的表面且位于旋转齿轮13的正面与背面均固定连接有限位块34，限位块34靠近旋转齿轮13的一侧与旋转齿轮13固定连接，通过设置限位块34，提高了旋转齿轮13和旋转转轴12之间的稳固性，竖板9的右侧且位于支撑板10的下方固定连接有连接板14，连接板14底部的左侧固定连接有加强筋33，加强筋33远离连接板14的一侧与竖板9的右侧固定连接，通过设置加强筋33，提高了连接板14和竖板9之间的稳固性，连接板14正面的右侧固定连接有连接轴15，连接轴15的表面活动连接有安装板16，安装板16的底部固定连接有焊头主体17，连接板14的顶部开设有滑槽18，滑槽18内壁的左右两侧通过滑杆19固定连接，滑杆19的表面滑动连接有滑块20，滑杆19表面的左右两侧均套接有缓冲弹簧35，缓冲弹簧35远离滑块20的一端与滑槽18的内壁固定连接，通过设置缓冲弹簧35，避免滑块20和滑槽18直接发生碰撞，减少了滑块20对滑槽18的缓冲力，滑块20的顶部固定连接有第一稳固块21，第一稳固块21的顶部且对应旋转齿轮13的位置固定连接有与旋转齿轮13相互啮合的齿轮杆22，通过设置滑杆19和滑块20，提高了第一稳固块21的稳固性，同时起到了限位齿轮杆22的作用，避免齿轮杆22和旋转齿轮13发生脱离，第一稳固块21的正面固定连接有第一转轴23，第一转轴23的后侧贯穿第一稳固块21且延伸至其背面活动连接有稳固杆24，稳固杆24正面的顶部设置有第二稳固块25，第二稳固块25的正面固定连接有第二转轴26，第二转轴26的后侧贯穿第二稳固块25且延伸至其背面与稳固杆24活动连接，安装板16背面的顶部对称设置有两个横板27，两个横板27靠近第二稳固块25的一侧通过连接杆28固定连接，连接杆28的表面且对应第二稳固块25的位置滑动连接有移动块29，移动块29的左侧与第二稳固块25的右侧固定连接，竖板9左侧的顶部设置有PLC控制器30，PLC控制器30分别与稳固电机4和旋转电机11电性连接，PLC控制器30的型号为SIMATIC S7-300，通过设置PLC控制器30，使得稳固电机4和旋转电机11可以通过PLC控制器30控制自动运行，通过稳固电机4、稳固转轴5、稳固板6、固定块7、旋转块8、旋转电机11、旋转转轴12、旋转齿轮13、连接轴15、滑槽18、滑杆19、滑块20、第一稳固块21、齿轮杆22、第一转轴23、稳固杆24、第二稳固块25、第二转轴26、连接杆28和移动块29的相互配合，实现了便于多角度旋转焊接的效果，解决了焊接机械手不便于多角度旋转焊的问题，提高了机械手的灵活性，避免焊接出现焊接偏差的问题，增加了工作效率，给使用者带来极大的便利。

使用时，当焊头主体17需要调节角度时，通过PLC控制器30控制旋转电机11，旋转电机11通过旋转转轴12带动旋转齿轮13旋转运动，旋转齿轮13通过和齿轮杆22的相互配合，使得齿轮杆22横向运动，齿轮杆22通过第一稳固块21带动滑块20在滑杆19上运动，第一稳固块21通过第一转轴23和稳固杆24带动第二稳固块25和第二转轴26运动，通过设置连接杆28和移动块29，使得第二稳固块25左右运动带动移动块29在连接杆28上运动，从而带动安装板16运动，通过设置连接轴15，使得安装板16带动焊头主体17围绕连接轴15旋转运动，起到了调节角度的作用，通过PLC控制器30控制稳固电机4，稳固电机4通过稳固转轴5带动稳固板6旋转运动，稳固板6通过固定块7带动旋转块8在环形块3内旋转运动，稳固板6通过竖板9、连接板14和安装板16带动焊头主体17旋转运动，使得焊头主体17便于多角度旋转运动。

综上所述：该能够多角度旋转的焊接机械手，通过稳固电机4、稳固转轴5、稳固板6、固定块7、旋转块8、旋转电机11、旋转转轴12、旋转齿轮13、连接轴15、滑槽18、滑杆19、滑块20、第一稳固块21、齿轮杆22、第一转轴23、稳固杆24、第二稳固块25、第二转轴26、连接杆28和移动块29的相互配合，解决了常见的焊接机械手不便于多角度旋转焊的问题。

进一步的，申请人在使用时发现，通过稳固电机4和旋转电机11来控制焊接位置时，由于电机的旋转幅度较大，焊接精度难以保证，经常出现焊接偏移，导致焊接出现质量问题，而且在实际焊接的过程中，由于移动块29与连接杆28时通过滑动摩擦实现移动，两者之间的摩擦力通常设置的很小，从而在机械手运动的过程中也容易出现抖动，特别是在机械手到达焊接位置需要停止时，在运动状态至停止状态过程出现机械手位置漂移，而且在焊接的过程中，由于机械手移动至下一个焊接位置时，由于机械手的运动也导致位置偏移，通过上述各种误差的累积，容易出现焊接质量问题，为此，申请人进行了进一步改进，该改进是本发明的重要发明点之一，具体方案如下：在所述移动块29上固定设置有平衡板39，在所述平衡板39上设置有压力传感器38，在所述压力传感器38与所述横板27之间设置有压力弹簧37，在所述移动块29靠近所述第二稳固快25的一侧设置有伸缩腔44，在所述伸缩靠近所述第二稳固快25的一侧的底部设置有第二磁铁47，在所述第二磁铁47的靠近所述伸缩腔44的一侧设置有伸缩杆46，所述伸缩杆46的伸缩端固定连接有伸缩板42，在所述伸缩板42的内部对应所述第二磁铁47设置有第一磁铁45，所述第一磁铁45与所述第二磁铁47相互对应面的磁极相反，在所述伸缩板42的外侧设置有固定齿48，所述伸缩板42的上下两端均固定连接有滚轮43，在所述第二稳固块25的底部固定设置有角度传感器49，所述连接杆28具有中空腔，在所述中空腔中对应所述第一磁铁的位置设置有电磁铁41，所述连接杆28具有贯穿所述连接杆的竖直滑槽，所述平衡板39的内侧连接有连接块40的一端，所述连接块40的另一端固定连接所述电磁铁41。通过上述方案，通过机械手上的控制器接收压力传感器的压力和角度传感器的角度，而上述压力则代表了移动块29在连接杆28上的移动位置，上述角度则代表旋转角度，实际工作时，上述角度和上述压力时对应的，从而通过计算可以精确获得焊接本体17的实际位置，从而确保焊接的精度并实现自动控制，另一方面，通过在连接杆28的中空腔中设置有电磁铁41，电磁铁41通过连接块40和平衡板39的固定连接作用，从而使得电磁铁41始终与所述伸缩腔44中的第一磁铁45对应，在机械手运动到达指定位置时，控制器控制所述电磁铁41通电，并使得电磁铁41与所述第一磁铁45异性相吸，通过磁力作用带动伸缩板42通过滚轮43在所述伸缩腔44中运动，由于伸缩杆46和滚轮43配合保证伸缩固定，最终使得固定齿与连接杆28接触连接，所述固定齿是具有一定弹性的高摩擦系数材料，通过上述固定齿的固定作用，使得焊接本体17实现固定不漂移，在需要移动即所述移动块29需要移动时，改变电磁铁的电流方向，使得电磁铁41与所述第一磁铁45同性相斥，同时由于第二磁铁与第一磁铁的异性相吸，从而使得伸缩板42固定在所述伸缩腔的底部，需要说明的是，电磁铁41与第一次磁铁45之间的吸力大于所述第一磁铁45与第二磁铁47之间的吸力，从而保证在固定时电磁铁能够吸附并移动所述伸缩板42，通过上述配置，在需要移动时，所述伸缩板42也是被第二磁铁47吸附而固定，不会出现伸缩板42的移动，最终实现了移动块29的可靠固定，避免焊接时的偏移导致误差，最终避免出现焊接质量问题。

综上所述，本发明通过设置压力弹簧、压力传感器、平衡板、连接块、电磁铁、伸缩板、滚轮、伸缩腔、第一磁铁、伸缩杆、第二磁铁、固定齿、角度传感器相互配合作用，控制器可以根据压力弹簧的压力以及角度传感器的位置来判断焊头主体的位置，从而精确进行焊接，更为重要的，在进行焊接的时候，通过上述中的电磁铁吸引第一磁铁，从而带动伸缩板在伸缩杆的伸缩方向上运动，最终固定齿与连接杆接触，提高接触阻力，从而实现焊接主体的精确固定，避免出现轻微抖动，提高了焊接精确性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种能够多角度旋转的焊接机械手，包括底板（1），其特征在于：所述底板（1）顶部的中点处固定连接有固定壳（2），所述固定壳（2）的顶部固定连接有环形块（3），所述固定壳（2）内壁的底部固定连接有稳固电机（4），所述稳固电机（4）的输出轴上固定连接有稳固转轴（5），所述稳固转轴（5）的顶端从下至上依次贯穿固定壳（2）和环形块（3）且延伸至环形块（3）的上方固定连接有稳固板（6），所述稳固板（6）的底部且位于环形块（3）的左右两侧均固定连接有固定块（7），所述固定块（7）靠近环形块（3）的一侧且对应环形块（3）的位置固定连接有旋转块（8），所述旋转块（8）远离固定块（7）的一侧贯穿环形块（3）且延伸至其内壁与其相互接触，所述稳固板（6）的顶部固定连接有竖板（9），所述竖板（9）右侧的顶部固定连接有支撑板（10），所述支撑板（10）背面的右侧固定连接有旋转电机（11），所述旋转电机（11）的输出轴上固定连接有旋转转轴（12），所述旋转转轴（12）远离旋转电机（11）的一端贯穿支撑板（10）且延伸至其正面，位于支撑板（10）正面的旋转转轴（12）的表面固定连接有旋转齿轮（13），所述竖板（9）的右侧且位于支撑板（10）的下方固定连接有连接板（14），所述连接板（14）正面的右侧固定连接有连接轴（15），所述连接轴（15）的表面活动连接有安装板（16），所述安装板（16）的底部固定连接有焊头主体（17），所述连接板（14）的顶部开设有滑槽（18），所述滑槽（18）内壁的左右两侧通过滑杆（19）固定连接，所述滑杆（19）的表面滑动连接有滑块（20），所述滑块（20）的顶部固定连接有第一稳固块（21），所述第一稳固块（21）的顶部且对应旋转齿轮（13）的位置固定连接有与旋转齿轮（13）相互啮合的齿轮杆（22），所述第一稳固块（21）的正面固定连接有第一转轴（23），所述第一转轴（23）的后侧贯穿第一稳固块（21）且延伸至其背面活动连接有稳固杆（24），所述稳固杆（24）正面的顶部设置有第二稳固块（25），所述第二稳固块（25）的正面固定连接有第二转轴（26），所述第二转轴（26）的后侧贯穿第二稳固块（25）且延伸至其背面与稳固杆（24）活动连接，所述安装板（16）背面的顶部对称设置有两个横板（27），两个横板（27）靠近第二稳固块（25）的一侧通过连接杆（28）固定连接，所述连接杆（28）的表面且对应第二稳固块（25）的位置滑动连接有移动块（29），所述移动块（29）的左侧与第二稳固块（25）的右侧固定连接，所述竖板（9）左侧的顶部设置有PLC控制器（30），所述PLC控制器（30）分别与稳固电机（4）和旋转电机（11）电性连接，在所述移动块（29）上固定设置有平衡板（39），在所述平衡板（39）上设置有压力传感器（38），在所述压力传感器（38）与所述横板（27）之间设置有压力弹簧（37），在所述移动块（29）靠近所述第二稳固块（25）的一侧设置有伸缩腔（44），在所述伸缩腔靠近所述第二稳固块（25）的一侧的底部设置有第二磁铁（47），在所述第二磁铁（47）的靠近所述伸缩腔（44）的一侧设置有伸缩杆（46），所述伸缩杆（46）的伸缩端固定连接有伸缩板（42），在所述伸缩板（42）的内部对应所述第二磁铁（47）设置有第一磁铁（45），所述第一磁铁（45）与所述第二磁铁（47）相互对应面的磁极相反，在所述伸缩板（42）的外侧设置有固定齿（48），所述伸缩板（42）的上下两端均固定连接有滚轮（43），在所述第二稳固块（25）的底部固定设置有角度传感器（49），所述连接杆（28）具有中空腔，在所述中空腔中对应所述第一磁铁的位置设置有电磁铁（41），所述连接杆（28）具有贯穿所述连接杆的竖直滑槽，所述平衡板（39）的内侧连接有连接块（40）的一端，所述连接块（40）的另一端固定连接所述电磁铁（41），所述滑杆（19）表面的左右两侧均套接有缓冲弹簧（35）。

2.根据权利要求1所述的一种能够多角度旋转的焊接机械手，其特征在于：所述底板（1）的底部固定连接有搁置块（31），所述搁置块（31）的底部固定连接有减震垫（32）。

3.根据权利要求1所述的一种能够多角度旋转的焊接机械手，其特征在于：所述连接板（14）底部的左侧固定连接有加强筋（33），所述加强筋（33）远离连接板（14）的一侧与竖板（9）的右侧固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种能够多角度旋转的焊接机械手，其特征在于：所述旋转转轴（12）的表面且位于旋转齿轮（13）的正面与背面均固定连接有限位块（34），所述限位块（34）靠近旋转齿轮（13）的一侧与旋转齿轮（13）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种能够多角度旋转的焊接机械手，其特征在于：所述缓冲弹簧（35）远离滑块（20）的一端与滑槽（18）的内壁固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种能够多角度旋转的焊接机械手，其特征在于：所述支撑板（10）的背面且对应旋转电机（11）的位置设置有稳固壳（36），所述旋转电机（11）的背面与稳固壳（36）的内壁相互接触。

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