CN109514569A - 具有五自由度的喷涂机器人机械臂 - Google Patents

Abstract

提供一种具有五自由度的喷涂机器人机械臂，包括底座箱，底座箱上端口通过箱盖轴承座盖合，箱盖轴承座中部转动支撑有转盘，底座箱设有驱动电机和减速机，驱动电机输出端与减速机输入端连接，减速机输出端与转盘连接，转盘上端面竖直固定有下臂节，下臂节上端与中臂节下端铰接，中臂节上端铰接有用于安装喷涂装置的上臂节，下臂节下部一侧铰接有第一液压缸，第一液压缸活塞杆顶端与中臂节中部一侧铰接，中臂节中部另一侧铰接有第二液压缸，第二液压缸活塞杆顶端与上臂节铰接。本发明步进电机驱动转盘，并结合上中下三个臂节的结构形成的大角度转动，增加机械臂转动自由度，使喷涂机器人机械臂各方向转动灵活，使用灵活方便，自动化程度高。

Description

具有五自由度的喷涂机器人机械臂

技术领域

本发明属机器人技术领域，具体涉及一种具有五自由度的喷涂机器人机械臂。

背景技术

随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，各种新产品接踵而至，走进人们的工作和生活。工业机器人是一种自动化程度和工作效率都很高的自动化设备，机器人现在在各种领域中得到广泛应用，在各个领域都能见到它的身影。伴随着工业化社会的不断发展，对于机器人的需要也在不断提高，喷涂加工行业也是如此，现在市面上销售的喷涂机器人及机械臂各式各样，形态试样各不相同，但现有的喷涂机器人机械臂在使用过程中存在一些缺点，如机械臂没有设置上下左右移动功能，机器人不能进行转动，现有的喷涂机器人单点固定、喷涂方式固定，使用起来很不方便。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种具有五自由度的喷涂机器人机械臂，本发明转盘通过步进电机驱动转动，形成开环连续轨迹控制，并结合上中下三个臂节连接结构形成的大角度转动，增加了喷涂机器人机械臂的转动自由度，使喷涂机器人机械臂各方向转动灵活，使用灵活方便，自动化程度高。

本发明采用的技术方案：具有五自由度的喷涂机器人机械臂，包括底座箱，所述底座箱上端口通过箱盖轴承座盖合，所述箱盖轴承座中部转动支撑有转盘，所述底座箱设有驱动电机和减速机，所述驱动电机输出端与减速机输入端连接，所述减速机输出端与转盘连接，所述转盘上端面竖直固定有下臂节，所述下臂节上端与中臂节下端铰接，所述中臂节上端铰接有用于安装喷涂装置的上臂节，所述下臂节下部一侧铰接有第一液压缸，所述第一液压缸活塞杆顶端与中臂节中部一侧铰接，所述中臂节中部另一侧铰接有第二液压缸，所述第二液压缸活塞杆顶端与上臂节铰接。

其中，所述下臂节中设有上端开口的下臂节U型叉，所述中臂节下部设有中臂节下U型叉，所述中臂节上部设有中臂节上U型叉，所述上臂节为三角形结构；所述中臂节的中臂节下U型叉顶端两边均通过铰接轴Ⅳ分别与下臂节的下臂节U型叉顶端两边铰接，所述中臂节下U型叉和下臂节U型叉连接中部中空且能使第一液压缸转动通过；所述中臂节的中臂节上U型叉顶端两边与上臂节三角形结构一角通过铰接轴Ⅴ铰接，所述中臂节上U型叉中部中空且能使第二液压缸转动通过。

进一步地，所述下臂节下部正对下臂节U型叉叉孔的一侧设有铰接座Ⅰ，所述中臂节中部一侧正对中臂节下U型叉叉孔处设有铰接座Ⅱ，所述中臂节中部另一侧正对中臂节上U型叉叉孔处设有铰接座Ⅲ；所述第一液压缸缸体下端通过铰接轴Ⅰ与铰接座Ⅰ铰接，所述第一液压缸活塞杆顶端通过铰接轴Ⅱ与铰接座Ⅱ铰接；所述第二液压缸缸体下端通过铰接轴Ⅲ与铰接座Ⅲ铰接，所述第二液压缸活塞杆顶端与上臂节三角形结构另一角铰接。

其中，所述转盘通过轴承支撑在箱盖轴承座中。

所述驱动电机采用步进电机。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案采用上中下三个臂节依次铰接的结构，通过第一液压缸驱动中臂节绕着与下臂节的铰接点转动，通过第二液压缸驱动上臂节绕着与中臂节的铰接点转动，并且在中臂节下U型叉和下臂节U型叉连接中部呈中空状，从能使第一液压缸从下臂节一侧转动通过到下臂节到另一侧，中臂节上U型叉中部呈中空状，能使第二液压缸带动上臂节从中臂节一侧转动到中臂节另一侧，使中臂节相对于下臂节及上臂节相对于中臂节转动角度大，转动灵活可靠；

2、本方案中转盘通过步进电机驱动转动，形成开环连续轨迹控制，带动上部的上中下三个臂节转动，步进电机的驱动结合三个臂节的大角度转动，大大增加了喷涂机器人的转动自由度，使喷涂机器人各方向转动灵活，使用灵活方便，自动化程度高。

附图说明

图1为本发明的结构主视图；

图2为图1中的A-A阶梯剖面图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征及达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图1-2对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

下述实施例中所用的部件，如无特殊说明，均为市售。在本发明中，在未作详细说明的情况下，内容中所描述的“上、下、左、右、前、后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能作为对本发明的限制。

在本发明中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或本领域常规通用标准连接件，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具有五自由度的喷涂机器人机械臂，如图1所示，包括底座箱1，所述底座箱1上端口通过箱盖轴承座2盖合，所述箱盖轴承座2中部通过轴承6转动支撑有转盘5，所述底座箱1内部设有驱动电机3和减速机4，所述驱动电机3输出端与减速机4输入端连接，所述减速机4输出端与转盘5连接。优选的，所述驱动电机3采用步进电机，步进电机能够对机械臂形成开环连续轨迹控制。

所述转盘5上端面竖直固定有下臂节7，所述下臂节7上端与中臂节8下端铰接，所述中臂节8上端铰接有用于安装喷涂装置20的上臂节9。具体的，如图2所示，所述下臂节7中设有上端开口的下臂节U型叉701，所述中臂节8下部设有中臂节下U型叉801，所述中臂节8上部设有中臂节上U型叉802，所述上臂节9为三角形结构；所述中臂节8的中臂节下U型叉801顶端两边均通过铰接轴Ⅳ18分别与下臂节7的下臂节U型叉701顶端两边铰接，所述中臂节8的中臂节上U型叉802顶端两边与上臂节9三角形结构一角通过铰接轴Ⅴ19铰接。

所述下臂节7下部一侧铰接有第一液压缸10，所述第一液压缸10活塞杆顶端与中臂节8中部一侧铰接，所述中臂节8中部另一侧铰接有第二液压缸15，所述第二液压缸15活塞杆顶端与上臂节9铰接。具体的，如图1所示，所述下臂节7下部正对下臂节U型叉701叉孔的一侧设有铰接座Ⅰ11，所述中臂节8中部一侧正对中臂节下U型叉801叉孔处设有铰接座Ⅱ13，所述中臂节8中部另一侧正对中臂节上U型叉802叉孔处设有铰接座Ⅲ16，所述第一液压缸10缸体下端通过铰接轴Ⅰ12与铰接座Ⅰ11铰接，所述第一液压缸10活塞杆顶端通过铰接轴Ⅱ14与铰接座Ⅱ13铰接，所述第二液压缸15缸体下端通过铰接轴Ⅲ17与铰接座Ⅲ16铰接，所述第二液压缸15活塞杆顶端与上臂节9三角形结构另一角铰接。

本发明采用上中下三个臂节依次铰接的结构，通过第一液压缸10驱动中臂节8绕着与下臂节7的铰接点转动，通过第二液压缸15驱动上臂节9绕着与中臂节8的铰接点转动；并且在中臂节下U型叉801和下臂节U型叉701连接中部呈中空结构，从而能使第一液压缸10驱动中臂节8转动从下臂节7一侧到另一侧；中臂节上U型叉802中部呈中空状，能使第二液压缸15带动上臂节9从中臂节8一侧转动到中臂节8另一侧，使中臂节8相对于下臂节7及上臂节9相对于中臂节8转动角度大。上述上中下三个臂节的大角度转动结合步进电机驱动转盘转动，大大增加了喷涂机器人机械臂的转动自由度，使喷涂机器人机械臂各方向转动自如，使用灵活方便，自动化程度高。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (5)

1.具有五自由度的喷涂机器人机械臂，包括底座箱(1)，其特征在于：所述底座箱(1)上端口通过箱盖轴承座(2)盖合，所述箱盖轴承座(2)中部转动支撑有转盘(5)，所述底座箱(1)内设有驱动电机(3)和减速机(4)，所述驱动电机(3)输出端与减速机(4)输入端连接，所述减速机(4)输出端与转盘(5)连接，所述转盘(5)上端面竖直固定有下臂节(7)，所述下臂节(7)上端与中臂节(8)下端铰接，所述中臂节(8)上端铰接有用于安装喷涂装置(20)的上臂节(9)，所述下臂节(7)下部一侧铰接有第一液压缸(10)，所述第一液压缸(10)活塞杆顶端与中臂节(8)中部一侧铰接，所述中臂节(8)中部另一侧铰接有第二液压缸(15)，所述第二液压缸(15)活塞杆顶端与上臂节(9)铰接。

2.根据权利要求1所述的具有五自由度的喷涂机器人机械臂，其特征在于：所述下臂节(7)中设有上端开口的下臂节U型叉(701)，所述中臂节(8)下部设有中臂节下U型叉(801)，所述中臂节(8)上部设有中臂节上U型叉(802)，所述上臂节(9)为三角形结构；所述中臂节(8)的中臂节下U型叉(801)顶端两边均通过铰接轴Ⅳ(18)分别与下臂节(7)的下臂节U型叉(701)顶端两边铰接，所述中臂节下U型叉(801)和下臂节U型叉(701)连接中部呈中空状且能使第一液压缸(10)转动时通过；所述中臂节(8)的中臂节上U型叉(802)顶端两边与上臂节(9)三角形结构一角通过铰接轴Ⅴ(19)铰接，所述中臂节上U型叉(802)中部呈中空状且能使第二液压缸(15)转动时通过。

3.根据权利要求2所述的具有五自由度的喷涂机器人机械臂，其特征在于：所述下臂节(7)下部正对下臂节U型叉(701)叉孔的一侧设有铰接座Ⅰ(11)，所述中臂节(8)中部一侧正对中臂节下U型叉(801)叉孔处设有铰接座Ⅱ(13)，所述中臂节(8)中部另一侧正对中臂节上U型叉(802)叉孔处设有铰接座Ⅲ(16)；所述第一液压缸(10)缸体下端通过铰接轴Ⅰ(12)与铰接座Ⅰ(11)铰接，所述第一液压缸(10)活塞杆顶端通过铰接轴Ⅱ(14)与铰接座Ⅱ(13)铰接；所述第二液压缸(15)缸体下端通过铰接轴Ⅲ(17)与铰接座Ⅲ(16)铰接，所述第二液压缸(15)活塞杆顶端与上臂节(9)三角形结构另一角铰接。

4.根据权利要求1所述的具有五自由度的喷涂机器人机械臂，其特征在于：所述转盘(5)通过轴承(6)支撑在箱盖轴承座(2)中。

5.根据权利要求1所述的具有五自由度的喷涂机器人机械臂，其特征在于：所述驱动电机(3)采用步进电机。