CN109834415B - 混联式五自由度焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混联式五自由度焊接机器人，包括执行头、底座、可旋转的设置于底座上的主躯干体、副躯干体、与主躯干体和副躯干体连接且用于调节副躯干体与主躯干体之间距离的位置调节装置以及与副躯干体和所述执行头连接且用于调节执行头的姿态的三自由度并联机构。本发明的混联式五自由度焊接机器人，采用“三轴并联+两轴串联”的混联结构，可以减小执行头末端的惯性，而且工作空间大，精度高。

Description

混联式五自由度焊接机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体地说，本发明涉及一种混联式五自由度焊接机器人。

背景技术

现有的工业焊接机器人都是采用串联的方式利用伺服电机使执行头完成焊接动作，这也就造成了执行头末端的惯性较大，严重影响到焊接时的精度，也使得焊接机器人的控制系统变得更加复杂，因此解决这一设计弊端。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种混联式五自由度焊接机器人，目的是减小执行头末端的惯性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：混联式五自由度焊接机器人，包括执行头、底座、可旋转的设置于底座上的主躯干体、副躯干体、与主躯干体和副躯干体连接且用于调节副躯干体与主躯干体之间距离的位置调节装置以及与副躯干体和所述执行头连接且用于调节执行头的姿态的三自由度并联机构。

所述主躯干体为L形结构，主躯干体包括可旋转的设置于所述底座上的躯干体下部和与躯干体下部连接的躯干体上部，躯干体下部与设置于底座上的第一电机连接。

所述位置调节装置包括与所述主躯干体和所述副躯干体连接且可在展开状态与折叠状态之间进行切换的第一支持组件、第二支持组件、第三支持组件和第四支持组件，第一支持组件与第三支持组件为相对布置，第二支持组件与第四支持组件为相对布置。

所述位置调节装置还包括设置于所述主躯干体上且用于对所述第一支持组件提供以控制第一支持组件在展开状态与折叠状态之间进行切换的驱动力的第二电机。

所述第一支持组件包括与所述主躯干体转动连接的第一后连杆以及与第一后连杆和所述副躯干体转动连接的第一前连杆，所述第三支持组件包括所述主躯干体转动连接的第三后连杆以及与第三后连杆和所述副躯干体转动连接的第三前连杆，第一后连杆与第三前连杆相平行，第一前连杆与第三后连杆相平行。

所述第一后连杆与设置于所述主躯干体上的第二电机连接，第二电机为伺服电机。

所述第二支持组件包括与所述主躯干体转动连接的第二后连杆以及与第二后连杆和所述副躯干体转动连接的第二前连杆，所述第四支持组件包括所述主躯干体转动连接的第四后连杆以及与第四后连杆和所述副躯干体转动连接的第四前连杆，第二后连杆与第四前连杆相平行，第二前连杆与第四后连杆相平行。

所述三自由度并联机构包括与所述副躯干体和所述执行头连接且可伸缩的伸缩件，伸缩件设置三个。

所述伸缩件为液压缸或气缸。

所述三自由度并联机构还包括与所述执行头和所述副躯干体连接的支撑杆，三个所述伸缩件分布在支撑杆的周围且为沿周向均匀分布。

本发明的混联式五自由度焊接机器人，采用“三轴并联+两轴串联”的混联结构，可以减小执行头末端的惯性，而且工作空间大，精度高。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明混联式五自由度焊接机器人的结构示意图；

图2是底座的剖视图；

图3是主躯干体的结构示意图；

图4是第一后连杆的结构示意图；

图5是第二后连杆、第三后连杆和第四后连杆的结构示意图；

图6是第一前连杆、第二前连杆、第三前连杆和第四前连杆的结构示意图；

图7是副躯干体的结构示意图；

图8是支撑杆的结构示意图；

图9是第一伸缩件、第二伸缩件和第三伸缩件的结构示意图；

图10是执行头的结构示意图；

图中标记为：1、底座；1A、通孔；1B、盲孔；2、主躯干体；2A、腰关节轴；2B、第三后铰链座；2C、第四后铰链座；2D、第二后铰链座；2E、第一后铰链座；2F、躯干体下部；2G、躯干体上部；3、第二电机；4、第二后连杆；4A、连杆铰链座；4B、销孔；5、第一后连杆；5A、驱动轴；5B、连杆铰链座；6、第一前连杆；6A、销孔；6B、销孔；7、第二前连杆；7A、销孔；7B、销孔；8、副躯干体；8A、第三前铰链座；8B、第四前铰链座；8C、圆台形球铰座；8D、圆台形球铰座；8E、圆台形球铰座；8F、圆台形球铰座；8G、第一前铰链座；8H、第二前铰链座；9、支撑杆；9A、球头；9B、球头；10、第一伸缩件；10A、第一前球头；10B、第一活塞杆；10C、第一后球头；10D、第一活塞；10E、第一缸筒；11、执行头；11A、圆台形球铰座；11B、圆台形球铰座；11C、圆台形球铰座；11D、球形球铰座；11E、连接杆；11F、执行头本体；12、第二伸缩件；12A、第二前球头；12B、第二活塞杆；12C、第二后球头；12D、第二活塞；12E、第二缸筒；13、第三伸缩件；13A、第三前球头；13B、第三活塞杆；13C、第三后球头；13D、第三活塞；13E、第三缸筒；14、第四前连杆；14A、销孔；14B、销孔；15、第三前连杆；15A、销孔；15B、销孔；16、第三后连杆；16A、连杆铰链座；16B、销孔；17、第四后连杆；17A、连杆铰链座；17B、销孔。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”、“第三”和“第四”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图10所示，本发明提供了一种混联式五自由度焊接机器人，包括执行头、底座1、可旋转的设置于底座1上的主躯干体2、副躯干体8、与主躯干体2和副躯干体8连接且用于调节副躯干体8与主躯干体2之间距离的位置调节装置以及与副躯干体8和执行头连接且用于调节执行头的姿态的三自由度并联机构。

具体地说，如图1至图3所示，底座1与主躯干体2和位置调节装置组成两自由度串联机构，以实现执行头的旋转运动和直线运动。主躯干体2为L形结构，主躯干体2包括可旋转的设置于底座1上的躯干体下部2F和与躯干体下部2F连接的躯干体上部2G，躯干体下部2F与设置于底座1上的第一电机(图中未示出，该电机的型号为TSC06401C2NL)的电机轴连接，第一电机为伺服电机。

如图1至图3所示，躯干体上部2G和躯干体下部2F均具有一定的长度，躯干体上部2G的长度方向与躯干体下部2F的长度方向相垂直，躯干体上部2G的长度方向上的一端与躯干体下部2F的长度方向上的一端固定连接，位置调节装置与躯干体上部2G的长度方向上的另一端连接，躯干体下部2F的长度方向上的另一端通过腰关节轴2A与底座1转动连接。底座1为圆台形结构，从其上表面往下沿圆台中心线开有通孔1A和盲孔1B，腰关节轴2A穿过通孔1A后插入盲孔1B中。腰关节轴2A与第一电机连接，腰关节轴2A接收由第一电机提供的驱动力，第一电机运转，可以驱动主躯干体2进行旋转，主躯干体2通过位置调节装置和三自由度并联机构带动执行头同步旋转，进而实现执行头的旋转运动。主躯干体2旋转时的旋转中心线也即腰关节轴2A的轴线，腰关节轴2A的轴线与躯干体下部2F的长度方向相平行，躯干体下部2F朝向底座1的上方伸出，躯干体上部2G横置在底座1的上方。而且主躯干体2可以相对底座1进行360度旋转，使得焊接机器人的工作空间比较大。

位置调节装置用于实现执行头沿设定方向作直线运动，该设定方向与躯干体上部2G的长度方向相平行，也即通过调节副躯干体8与主躯干体2之间的距离，实现执行头位置的调节。如图1至图6所示，该位置调节装置包括与主躯干体2和副躯干体8连接且可在展开状态与折叠状态之间进行切换的第一支持组件、第二支持组件、第三支持组件和第四支持组件，第一支持组件与第三支持组件为相对布置，第二支持组件与第四支持组件为相对布置。第一支持组件、第二支持组件、第三支持组件和第四支持组件位于副躯干体8和躯干体上部2G之间，第一支持组件、第二支持组件、第三支持组件和第四支持组件是以设定中心线为中心沿周向均匀分布，该设定中心线与躯干体上部2G的长度方向相平行。第一支持组件、第二支持组件、第三支持组件和第四支持组件同步在展开状态与折叠状态之间进行切换，进而实现位置调节装置在伸长状态与收缩状态之间进行切换。第一支持组件、第二支持组件、第三支持组件和第四支持组件由展开状态切换至折叠状态时，位置调节装置的长度逐渐减小，位置调节装置切换至收缩状态，进而使得主躯干体2与副躯干体8之间的距离逐渐减小，也即使得执行头与底座1之间的距离逐渐减小；第一支持组件、第二支持组件、第三支持组件和第四支持组件由折叠状态切换至展开状态时，位置调节装置的长度逐渐增大，位置调节装置切换至伸长状态，进而使得主躯干体2与副躯干体8之间的距离逐渐增大，也即使得执行头与底座1之间的距离逐渐增大。

如图1至图6所示，位置调节装置还包括设置于主躯干体2上且用于对第一支持组件提供以控制第一支持组件在展开状态与折叠状态之间进行切换的驱动力的第二电机3，第二电机3固定设置在躯干体上部2G上。第一支持组件包括与主躯干体2转动连接的第一后连杆5以及与第一后连杆5和副躯干体8转动连接的第一前连杆6，第三支持组件包括主躯干体2转动连接的第三后连杆16以及与第三后连杆16和副躯干体8转动连接的第三前连杆15，第一后连杆5与第三前连杆15相平行，第一前连杆6与第三后连杆16相平行。第一后连杆5和第一前连杆6均为具有一定长度的长条状杆件，第一后连杆5的长度方向上的一端与主躯干体2转动连接，第一后连杆5的长度方向上的另一端与第一前连杆6的长度方向上的一端转动连接，第一前连杆6的长度方向上的另一端与副躯干体8转动连接。第一后连杆5与设置于主躯干体2上的第二电机3(该电机的型号为TSC06401C2NL)连接，第二电机3为伺服电机。

如图1、图3至图6所示，第一后连杆5的长度方向上的一端固定设置一个驱动轴5A，第一后连杆5的长度方向上的另一端设有连杆铰链座5B，躯干体上部2G上设置有第一后铰链座2E，第一后铰链座2E具有让驱动轴5A插入的轴孔，实现与主躯干体2的转动连接，驱动轴5A并与第二电机3的电机轴固定连接。第二电机3运转后，可以使第一后连杆5相对主躯干体2绕驱动轴5A的轴线转动，驱动轴5A的轴线与躯干体上部2G的长度方向在空间上相垂直，第一后连杆5带动第一前连杆6进行摆动，第一前连杆6带动副躯干体8相对于主躯干体2进行移动，实现第一支持组件在展开状态与折叠状态之间的切换，副躯干体8移动的同时带动第二支持组件、第三支持组件和第四支持组件同步在展开状态与折叠状态之间进行切换。第一后连杆5通过销轴与第一前连杆6转动连接，第一后连杆5的连杆铰链座5B具有让销轴插入的通孔，第一前连杆6的端部具有让该销轴插入的销孔6B。第一前连杆6通过销轴与副躯干体8转动连接，副躯干体8上设置的第一前铰链座8G具有让该销轴插入的通孔，第一前连杆6的端部具有让销轴插入的销孔6A。

如图1、图3至图6所示，第三后连杆16和第三前连杆15均为具有一定长度的长条状杆件，第三后连杆16的长度方向与第一前连杆6的长度方向相平行，第三前连杆15的长度方向与第一后连杆5的长度方向相平行，第三后连杆16的长度方向上的一端与主躯干体2转动连接，第三后连杆16的长度方向上的另一端与第三前连杆15的长度方向上的一端转动连接，第三前连杆15的长度方向上的另一端与副躯干体8转动连接。第三后连杆16通过一销轴与主躯干体2转动连接，第三后连杆16的长度方向上的一端设置有让该销轴插入的销孔16B，躯干体上部2G上设置有第三后铰链座2B，第三后铰链座2B具有让销轴插入的轴孔，实现与主躯干体2的转动连接。第一后连杆5转动时，第三后连杆16同步转动，第三后连杆16转动时的旋转中心线(也即销轴的轴线)与第一后连杆5的旋转中心线(也即驱动轴5A的轴线)相平行且第三后连杆16转动时的旋转中心线与躯干体上部2G的长度方向在空间上相垂直。第三后连杆16通过另一销轴与第三前连杆15转动连接，设置于第三后连杆16的端部的连杆铰链座16A具有让销轴插入的通孔，第三前连杆15的端部具有让该销轴插入的销孔15B。第三前连杆15通过一销轴与副躯干体8转动连接，副躯干体8上设置的第三前铰链座8A具有让该销轴插入的通孔，第三前连杆15的端部具有让销轴插入的销孔15A。

如图1、图3至图6所示，第二支持组件包括与主躯干体2转动连接的第二后连杆4以及与第二后连杆4和副躯干体8转动连接的第二前连杆7，第四支持组件包括主躯干体2转动连接的第四后连杆17以及与第四后连杆17和副躯干体8转动连接的第四前连杆14，第二后连杆4与第四前连杆14相平行，第二前连杆7与第四后连杆17相平行。

如图1、图3至图6所示，第二后连杆4和第二前连杆7均为具有一定长度的长条状杆件，第二后连杆4的长度方向上的一端与主躯干体2转动连接，第二后连杆4的长度方向上的另一端与第二前连杆7的长度方向上的一端转动连接，第二前连杆7的长度方向上的另一端与副躯干体8转动连接。第二后连杆4通过一销轴与主躯干体2转动连接，第二后连杆4的长度方向上的一端设置有让该销轴插入的销孔4B，躯干体上部2G上设置有第二后铰链座2D，第二后铰链座2D具有让销轴插入的轴孔，实现与主躯干体2的转动连接。第一后连杆5转动时，第二后连杆4同步转动，第二后连杆4转动时的旋转中心线(也即销轴的轴线)与第一后连杆5的旋转中心线(也即驱动轴5A的轴线)在空间上相垂直且第二后连杆4转动时的旋转中心线与躯干体上部2G的长度方向在空间上相垂直。第二后连杆4通过另一销轴与第二前连杆7转动连接，设置于第二后连杆4的端部的连杆铰链座4A具有让销轴插入的通孔，第二前连杆7的端部具有让该销轴插入的销孔7B。第二前连杆7通过一销轴与副躯干体8转动连接，副躯干体8上设置的第二前铰链座8H具有让该销轴插入的通孔，第二前连杆7的端部具有让销轴插入的销孔7A。

如图1、图3至图6所示，第四后连杆17和第四前连杆14均为具有一定长度的长条状杆件，第四后连杆17的长度方向与第二前连杆7的长度方向相平行，第四前连杆14的长度方向与第二后连杆4的长度方向相平行，第四后连杆17的长度方向上的一端与主躯干体2转动连接，第四后连杆17的长度方向上的另一端与第四前连杆14的长度方向上的一端转动连接，第四前连杆14的长度方向上的另一端与副躯干体8转动连接。第四后连杆17通过一销轴与主躯干体2转动连接，第四后连杆17的长度方向上的一端设置有让该销轴插入的销孔17B，躯干体上部2G上设置有第四后铰链座2C，第四后铰链座2C具有让销轴插入的轴孔，实现与主躯干体2的转动连接。第一后连杆5转动时，第四后连杆17同步转动，第四后连杆17转动时的旋转中心线(也即销轴的轴线)与第二后连杆4的旋转中心线相平行且第四后连杆17转动时的旋转中心线与躯干体上部2G的长度方向在空间上相垂直，第一后连杆5、第二后连杆4、第三后连杆16和第四后连杆17的旋转中心线处于与躯干体上部2G的长度方向相垂直的同一平面内。第四后连杆17通过另一销轴与第四前连杆14转动连接，设置于第四后连杆17的端部的连杆铰链座17A具有让销轴插入的通孔，第四前连杆14的端部具有让该销轴插入的销孔14B。第四前连杆14通过一销轴与副躯干体8转动连接，副躯干体8上设置的第四前铰链座8B具有让该销轴插入的通孔，第四前连杆14的端部具有让销轴插入的销孔14A。

如图7所示，副躯干体8的主体部分是一个圆锥台形结构，其具有一个大径端和一个小径端，大径端的直径大于小径端的直径。在该主体部分的小径端的端面上设有第一前铰链座8G、第二前铰链座8H、第三前铰链座8A和第四前铰链座8B，在该主体部分的大径端的端面上设有圆台形球铰座8C、圆台形球铰座8D、圆台形球铰座8F和圆台形球铰座8E，圆台形球铰座8C、圆台形球铰座8D、圆台形球铰座8F位于副躯干体8的主体部分的大径端的端面的边缘，每个圆台形球铰座之间的夹角是120度，圆台形球铰座8E位于副躯干体8的主体部分的大径端的端面的中心。

上述结构的位置调节装置采用四组支持组件，改变了传统机器人笨重的支撑结构，减轻了机器人的质量，使利用调节装置调节位置时的惯性显著减小，提高了焊接精度以及降低了控制系统的复杂程度；四组支持组件周向对称分布，在减轻质量的同时也保证了焊接机器人的强度；由于支持组件比较长，所以实现执行头沿设定方向作直线运动的范围比较大，增大了工作空间。

如图1、图7至图10所示，三自由度并联机构包括与副躯干体8和执行头连接且可伸缩的伸缩件以及与执行头和副躯干体8连接的支撑杆9，伸缩件设置三个，三个伸缩件分布在支撑杆9的周围且为沿周向均匀分布。支撑杆9具有一定的长度，支撑杆9的长度方向上的一端通过球铰与副躯干体8连接且是在副躯干体8的中心处与副躯干体8连接，支撑杆9的长度方向上的另一端通过球铰与执行头连接，三个伸缩件是以设定中心线为中心沿周向均匀分布，该设定中心线与躯干体上部2G的长度方向相平行且该设定中心线过支撑杆9与副躯干体8的连接点，该设定中心线也即副躯干体8的轴线。三个伸缩件分别为第一伸缩件10、第二伸缩件12和第三伸缩件13，第一伸缩件10的一端通过球铰与副躯干体8连接，第一伸缩件10的另一端通过球铰与执行头连接，第二伸缩件12的一端通过球铰与副躯干体8连接，第二伸缩件12的另一端通过球铰与执行头连接，第三伸缩件13的一端通过球铰与副躯干体8连接，第三伸缩件13的另一端通过球铰与执行头连接。通过三个伸缩件的伸缩，实现执行头的姿态的调节。

如图7、图8和图10所示，支撑杆9的主体部分是一个圆柱体，在圆柱体的两端分别设有球心过支撑杆9轴线的球头9A、球头9B。支撑杆9一端的球头9A与副躯干体8上的圆台形球铰座8E连接，两者之间为间隙配合，球头9A与圆台形球铰座8E相配合，形成球形铰链。支撑杆9另一端的球头9B与执行头上的球形球铰座11D连接，两者之间为间隙配合，球头9B与球形球铰座11D相配合，形成球形铰链。

如图1、图7至图10所示，执行头包括相连接的连接杆11E和执行头本体11F，执行头本体11F为用于执行焊接动作的部件(如焊枪)，连接杆11E的长度方向上的一端与执行头本体11F的一端固定连接，连接杆11E的长度方向上的另一端通过球铰与支撑杆9连接，球形球铰座11D设置在连接杆11E的该端。执行头本体11F上设有圆台形球铰座11A、圆台形球铰座11B和圆台形球铰座11C，圆台形球铰座11A、圆台形球铰座11B、圆台形球铰座11C和连接杆11E设置在执行头本体11F的同一端，第一伸缩件10、第二伸缩件12和第三伸缩件13分布在连接杆11E的周围且为沿周向均匀分布。第一伸缩件10的一端具有嵌入副躯干体8上设置的圆台形球铰座8F中的第一后球头10C，第一后球头10C与圆台形球铰座8F相配合，形成球形铰链；第一伸缩件10的另一端具有嵌入执行头上的圆台形球铰座11C中的第一前球头10A，第一前球头10A与圆台形球铰座11C相配合，形成球形铰链。第二伸缩件12的一端具有嵌入副躯干体8上设置的圆台形球铰座8C中的第二后球头12C，第二后球头12C与圆台形球铰座8C相配合，形成球形铰链；第二伸缩件12的另一端具有嵌入执行头上的圆台形球铰座11A中的第二前球头12A，第二前球头12A与圆台形球铰座11A相配合，形成球形铰链。第三伸缩件13的一端具有嵌入副躯干体8上设置的圆台形球铰座8D中的第三后球头13C，第三后球头13C与圆台形球铰座8D相配合，形成球形铰链；第三伸缩件13的另一端具有嵌入执行头上的圆台形球铰座11B中的第三前球头13A，第三前球头13A与圆台形球铰座11B相配合，形成球形铰链。

第一伸缩件10、第二伸缩件12和第三伸缩件13可以为液压缸，也可以为气缸。如图9所示，第一伸缩件10包括圆柱形的第一缸筒10E、设置于第一缸筒10E中的第一活塞10D和与第一活塞10D连接的第一活塞杆10B，第一活塞杆10B与第一缸筒10E为同轴设置，第一活塞杆10B的一端与第一前球头10A固定连接，第一前球头10A位于第一缸筒10E的外部，第一活塞杆10B的另一端插入第一缸筒10E中且第一活塞杆10B的该端与第一活塞10D固定连接，第一缸筒10E的一端与第一后球头10C固定连接。第二伸缩件12包括圆柱形的第二缸筒12E、设置于第二缸筒12E中的第二活塞12D和与第二活塞12D连接的第二活塞杆12B，第二活塞杆12B与第二缸筒12E为同轴设置，第二活塞杆12B的一端与第二前球头12A固定连接，第二前球头12A位于第二缸筒12E的外部，第二活塞杆12B的另一端插入第二缸筒12E中且第二活塞杆12B的该端与第二活塞12D固定连接，第二缸筒12E的一端与第二后球头12C固定连接。第三伸缩件13包括圆柱形的第三缸筒13E、设置于第三缸筒13E中的第三活塞13D和与第三活塞13D连接的第三活塞杆13B，第三活塞杆13B与第三缸筒13E为同轴设置，第三活塞杆13B的一端与第三前球头13A固定连接，第三前球头13A位于第三缸筒13E的外部，第三活塞杆13B的另一端插入第三缸筒13E中且第三活塞杆13B的该端与第三活塞13D固定连接，第三缸筒13E的一端与第三后球头13C固定连接。

第一伸缩件10为液压缸时，第一伸缩件10通过管路与外设的电动液压泵连接，电动液压泵用于将液压油泵送至第一缸筒10E中，管路为软管，电动液压泵位于焊接机器人的外部，第一缸筒10E中进入液压油，进入缸筒中的液压油推动第一活塞10D沿轴向进行移动，实现第一伸缩件10的长度的调节。同样，第二伸缩件12为液压缸时，第二伸缩件12通过管路与外设的电动液压泵连接，电动液压泵用于将液压油泵送至第二缸筒12E中，管路为软管，第二缸筒12E中进入液压油，进入缸筒中的液压油推动第二活塞12D沿轴向进行移动，实现第二伸缩件12的长度的调节。同样，第三伸缩件13为液压缸时，第三伸缩件13通过管路与外设的电动液压泵连接，电动液压泵用于将液压油泵送至第三缸筒13E中，管路为软管，第三缸筒13E中进入液压油，进入缸筒中的液压油推动第三活塞13D沿轴向进行移动，实现第三伸缩件13的长度的调节。

第一伸缩件10为气缸时，第一伸缩件10通过管路与外设的电动气泵连接，电动气泵用于将压缩气体泵送至第一缸筒10E中，管路为软管，电动气泵位于焊接机器人的外部，第一缸筒10E中进入压缩气体，进入缸筒中的压缩气体推动第一活塞10D沿轴向进行移动，实现第一伸缩件10的长度的调节。同样，第二伸缩件12为气缸时，第二伸缩件12通过管路与外设的电动气泵连接，电动气泵用于将压缩气体泵送至第二缸筒12E中，管路为软管，电动气泵位于焊接机器人的外部，第二缸筒12E中进入压缩气体，进入缸筒中的压缩气体推动第二活塞12D沿轴向进行移动，实现第二伸缩件12的长度的调节。第三伸缩件13为气缸时，第三伸缩件13通过管路与外设的电动气泵连接，电动气泵用于将压缩气体泵送至第三缸筒13E中，管路为软管，电动气泵位于焊接机器人的外部，第三缸筒13E中进入压缩气体，进入缸筒中的压缩气体推动第三活塞13D沿轴向进行移动，实现第三伸缩件13的长度的调节。

通过在焊接机器人末端设置三自由度并联机构(由液压或气压驱动)实现执行头三个姿态自由度的调整，由于该设计采用并联的方式，使得气压或液压驱动装置不需要布置在焊接机器人上，进而使得末端执行头的惯性显著减小，提高了定位的精度。

上述结构的焊接机器人采用了“三轴并联+两轴串联”的混联结构，从前到后的布置情况为：底座1与主躯干体2之间能相对转动，主躯干体2与副躯干体8可以通过平行四边形结构实现相对移动，这是基于串联原理对该装置的姿态解耦。执行头可以通过三个并联的伸缩件实现相对于副躯干体8的姿态调整，这是基于并联原理对该装置的姿态解耦。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.混联式五自由度焊接机器人，包括执行头，其特征在于：还包括底座、可旋转的设置于底座上的主躯干体、副躯干体、与主躯干体和副躯干体连接且用于调节副躯干体与主躯干体之间距离的位置调节装置以及与副躯干体和所述执行头连接且用于调节执行头的姿态的三自由度并联机构；

所述主躯干体为L形结构，主躯干体包括可旋转的设置于所述底座上的躯干体下部和与躯干体下部连接的躯干体上部，躯干体下部与设置于底座上的第一电机连接；

所述位置调节装置包括与所述主躯干体和所述副躯干体连接且可在展开状态与折叠状态之间进行切换的第一支持组件、第二支持组件、第三支持组件和第四支持组件，第一支持组件与第三支持组件为相对布置，第二支持组件与第四支持组件为相对布置；

所述第一支持组件包括与所述主躯干体转动连接的第一后连杆以及与第一后连杆和所述副躯干体转动连接的第一前连杆，所述第三支持组件包括所述主躯干体转动连接的第三后连杆以及与第三后连杆和所述副躯干体转动连接的第三前连杆，第一后连杆与第三前连杆相平行，第一前连杆与第三后连杆相平行；

所述第二支持组件包括与所述主躯干体转动连接的第二后连杆以及与第二后连杆和所述副躯干体转动连接的第二前连杆，所述第四支持组件包括所述主躯干体转动连接的第四后连杆以及与第四后连杆和所述副躯干体转动连接的第四前连杆，第二后连杆与第四前连杆相平行，第二前连杆与第四后连杆相平行；

所述三自由度并联机构包括与所述副躯干体和所述执行头连接且可伸缩的伸缩件，伸缩件设置三个；

所述三自由度并联机构还包括与所述执行头和所述副躯干体连接的支撑杆，三个所述伸缩件分布在支撑杆的周围且为沿周向均匀分布。

2.根据权利要求1所述的混联式五自由度焊接机器人，其特征在于：所述位置调节装置还包括设置于所述主躯干体上且用于对所述第一支持组件提供以控制第一支持组件在展开状态与折叠状态之间进行切换的驱动力的第二电机。

3.根据权利要求1所述的混联式五自由度焊接机器人，其特征在于：所述第一后连杆与设置于所述主躯干体上的第二电机连接，第二电机为伺服电机。

4.根据权利要求1所述的混联式五自由度焊接机器人，其特征在于：所述伸缩件为液压缸或气缸。