CN111496421B - 一种小型焊接机器人移动工作平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型焊接机器人移动工作平台，包括可拆卸式的箱体以及安装在所述箱体内的工作平台，所述焊接机器人安装在所述工作平台上并且随所述工作平台进行运动。所述可拆卸式的箱体包括底板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板以及顶盖板。所述箱体内部的工作平台包括横向导轨、纵向导轨、旋转平台、翻转平台，所述工作平台可以实现焊接机器人对于焊接点的快速定位。所述纵向导轨上还设置有夹持机构，当安装在所述翻转平台上的焊接机器人由立式变为卧式时，通过所述夹持机构将机械臂夹持柱，避免在运输过程中机器人悬臂的剧烈晃动造成其与箱内结构的碰撞以及机器人与翻转平台安装部位受力过大发生变形，损坏机器人。

Description

一种小型焊接机器人移动工作平台

技术领域

本发明涉及小型工业机器人工作平台装置领域，具体为一种简易、快拆、便携的小型焊接机器人工作平台装置。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，是一种可编程和多功能的操作机。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作，在多个领域中均有重要用途。

现有的工业机器人，其工作范围受限，直接固定在难以挪动的基座或长度受限的导轨上面，拆装困难，很难满足多地点加工以及在不同地点快速定位加工的要求，且机器人在闲置、运输时不能够对机器人做出相应的保护，造成机器人的外部结构和重要性能的不同程度的损伤，为此我们提出一种便于移动、运输、拆装和定位的小型工业机器人工作平台。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，本发明提供了一种便于移动、运输、拆装和定位的小型工业机器人工作平台，以解决现有的机器人直接固定，拆装困难，不能满足多地点加工以及在不同地点快速定位加工的要求。

为达到上述技术目的，本发明提供了一种小型焊接机器人移动工作平台，包括可拆卸式的箱体、安装在所述箱体内的工作平台以及安装在所述工作平台上用于夹持所述焊接机器人的机械臂的夹持机构；

所述箱体由底板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板以及顶盖板拼接而成，所述工作平台安装在所述底板上；

所述工作平台包括安装在所述底板上的两根间隔设置横向导轨、连接两根所述横向导轨并沿着所述横向导轨进行水平滑动的第一滑块、固定安装在所述第一滑块上的纵向导轨、沿着所述纵向导轨进行纵向滑动的第二滑块、安装在所述第二滑块上且与所述第二滑块转动连接的旋转平台以及安装在所述旋转平台上的翻转平台；

所述翻转平台沿与所述纵向导轨垂直的轴线进行翻转，所述焊接机器人安装在所述翻转平台上；

所述夹持机构安装在所述纵向导轨上并可以沿着所述纵向导轨进行滑动。

通过将所述箱体设置为可以拆卸式的方式，可以在所述焊接机器人闲置时进行保护，有效避免外部结构受到损坏，同时在所述机器人进行工作时，将箱体拆卸以方便使用。所述工作平台的设置能够使焊接机器人快速定位到需要加工的地点，使用更加方便。所述工作平台包括横向导轨、纵向导轨以及旋转平台，可以实现焊接机器人三个自由度的进给运动，所述横向导轨提供工作平台一个直线运动的自由度，所述纵向导轨提供垂直于横向导轨方向的第二个直线自由度，所述旋转平台可在纵向导轨上沿其上表面中心旋转，提供工作平台沿铅垂线的旋转自由度。因此，本发明提供的小型焊接机器人能够实现焊点的迅速定位。

进一步地，所述旋转平台上间隔设置有两个安装支架，两个所述安装支架之间通过转轴连接，所述转轴的两端分别与两个所述安装支架转动连接，所述转轴与所述纵向导轨垂直；

所述翻转平台设置为半圆柱体状，所述转轴穿过所述翻转平台的两个侧半圆面并与所述翻转平台固定连接，所述焊接机器人固定安装在所述翻转平台的连接两个侧半圆面的半圆柱剖面上。

进一步地，所述安装支架上设置有一个或两个插孔，所述翻转平台上沿圆周方向设置有多个与所述插孔相配合的销孔，当所述翻转平台翻转至半圆柱剖面位于水平面内时，所述插孔与所述销孔对齐，且可通过立式定位销插入所述插孔和销孔内实现所述翻转平台的固定定位。

进一步的，所述翻转平台的半圆柱剖面的上下两端还向外延伸有凸起部分，当翻转平台翻转至半圆柱剖面位于竖直面内时，采用卧式定位销穿过所述凸起部分和旋转平台上表面的定位孔进行固定定位。

进一步地，所述旋转平台的底部中心位置处设置有圆柱状凸起，第二滑块上设置有与所述圆柱状凸起配合的下凹部分，所述圆柱状凸起与所述下凹部分之间通过轴承转动连接。

进一步地，所述旋转平台以及第二滑块上还对应设置有多个定位销孔，当所述旋转平台旋转至需要的角度时，将旋转定位销插入对应的销孔内，实现焊接机器人位置的固定定位。

进一步地，所述横向导轨和纵向导轨上均沿着长度方向等间距间隔设置有多个销孔，所述第一滑块和第二滑块上分别设置与所述横向导轨和纵向导轨上的销孔配合的插孔，所述第一滑块和横向导轨通过插入横向导轨定位销进行固定定位，所述第二滑块与所述纵向导轨通过插入纵向导轨定位销进行固定定位。

进一步地，所述夹持机构包括沿所述纵向导轨进行滑动的夹具台以及沿着所述夹具台的进行滑动的两个对称设置的夹具；所述夹具台的顶部开口，且内壁两侧均设置有滑槽，两个所述夹具沿着所述滑槽进行滑动，两个所述夹具上相对的面上均设置有内凹的半圆形夹持部，两个所述半圆形夹持部与所述焊接机器人的机械臂相适应；两个所述夹具的相反一端均向外延伸有圆柱形凸台，两个所述圆柱形凸台上均套设有夹紧弹簧，所述夹紧弹簧的一端与所述夹具抵接，另一端与所述夹具台的内壁相抵接。

进一步地，两个所述夹具的两侧均设置有向外突出的滑块，所述滑块由所述滑槽进行支撑并在外部作用力下沿着两侧的滑槽进行滑动。

进一步地，所述半圆形夹持部的内凹表面上还设置有弹性缓冲层。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明提供的小型焊接机器人移动工作平台还包括可拆卸式的箱体以及安装在可拆卸箱体内的工作平台，所述工作平台包括横向导轨、纵向导轨以及旋转平台，可以实现焊接机器人三个自由度的进给运动，所述横向导轨提供工作平台一个直线运动的自由度，所述纵向导轨提供垂直于横向导轨方向的第二个直线自由度，所述旋转平台可在纵向导轨上沿其上表面中心旋转，提供工作平台沿铅垂线的旋转自由度。因此，本发明提供的小型焊接机器人能够实现焊点的迅速定位。

2、本发明提供的小型焊接机器人移动工作平台还包括翻转平台和设置在纵向导轨上的夹持机构，当所述机器人在不工作时，为了方便对机器人进行收纳，可以将安装在所述翻转机构上的机器人进行翻转，使机器人变为卧式，同时通过安装在所述纵向导轨上的夹持机构对机器人的机械臂进行定位夹持，因此减小了收纳的空间，方便对机器人进行运输，有效避免了在运输过程中机器人悬臂的剧烈晃动造成其与箱内结构的碰撞以及机器人与翻转平台安装部位受力过大发生变形，损坏机器人。

3、本发明提供的小型焊接机器人移动工作平台包括可拆卸式的箱体，所述可拆卸式的箱体包括底板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板以及顶盖板，所述前侧板、后侧板和左侧板、右侧板之间通过长销轴进行可拆卸式连接，所述左侧板、右侧板与所述底板之间通过短销轴进行可拆卸式连接，所述前侧板和后侧板可以分别插入位于所述底板两端的插槽内，所述顶盖板插入位于所述前侧板和后侧板上的插槽内，所述方式能够实现箱体侧壁的快速拆卸，方便机器人的使用，同时在不使用时，可以对机器人进行保护，避免外部结构损坏。

附图说明

图1为本发明提供的一种小型焊接机器人移动工作平台的外部箱体结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大视图；

图3为图1中B处的局部放大视图；

图4为图1中C处的局部放大视图；

图5为图1中D处的局部放大视图；

图6为图1中E处的局部放大视图；

图7为图1中的箱体内部的工作平台整体结构示意图；

图8为图7中的纵向进给结构和旋转结构分解示意图；

图9为图7中夹具体结构示意图；

图10为图9中的夹具的结构示意图；

图11为机器人处于立式加工状态结构示意图；

图12为机器人处于卧式存放状态结构示意图。

图中：1-底板、2-前侧板、3-右侧板、4-顶盖板、5-横向导轨、6-第一滑块、7-纵向导轨、9-横向导轨定位销、10-第二滑块、11-纵向导轨定位销、 12-旋转平台、13-旋转定位销、14-翻转平台、15-转轴、16-卧式定位销、17- 立式定位销、18-夹具台、19-夹具、20-夹紧弹簧、21-弹性缓冲层、22-滑块、 23-圆柱形凸台、24-滑槽、31-短销轴、32-长销轴。

具体实施方式

通过观看实施例中的附图，已经对本筛分技术方案进行了清楚、完整地了解，但是所描述的实施例仅作为本实施方案的一部分，而并非全部整体。

如图1所示，一种小型焊接机器人移动工作平台，包括可拆卸式箱体在以及安装在所述箱体内的工作平台，所述焊接机器人安装在所述工作平台上并且随所述工作平台进行运动。当所述焊接机器人于工作状态时，将所述箱体进行拆卸，不影响机器人机械臂的伸展和正常工作；同时在所述机器人不工作时，对所述机器人的机械臂进行保护，避免机器人的在运输过程中机器人悬臂的剧烈晃动造成其与箱内结构的碰撞以及机器人与翻转平台安装部位受力过大发生变形，损坏机器人。

如图1至图6所示，所述可拆卸式的箱体包括底板1、前侧板2、后侧板、左侧板、右侧板3以及顶盖板4。如图5所示，所述底板1的前后两端均设置有沟槽，所述前侧板2和后侧板的底部分别与所述底板1的前后两端的沟槽相配合，对所述箱体进行装配时，可以将所述前侧板2和后侧板从所述沟槽的端部插入所述沟槽内实现连接；同样的，在进行拆卸时，可以通过将所述前侧板2和后侧板从所述沟槽内进行抽出。所述连接方式不仅能够实现侧板的快速拆卸，同时还能够减小连接件的使用，提高了效率，同时降低成本。然而，需要说明的是，所述前侧板2和后侧板之间的可拆卸的连接方式也可以采用其他的比如螺栓或者是卡接等公知的连接方式来实现，但是优选采用图中示出的实施方式。

如图1和图3所示，所述前侧板2和后侧板的两侧端均设置有第一销轴孔，所述左侧板和右侧板3的两侧端均设置有与所述第一销轴孔尺寸相同的第二销轴孔。且在装配时，所述第一销轴孔与所述第二销轴孔同轴心，所述第一销轴孔和第二销轴孔的高度和小于所述箱体的高度。所述前侧板2、后侧板与所述左侧板和右侧板3之间通过插入所述第一销轴孔和第二销轴孔内的长销轴32进行连接。在进行拆卸时，仅需要将所述第一销轴和第二销轴从所述第一销轴孔和第二销轴孔中拔出即可。

如图6所示，为了实现所述左侧板和右侧板与所述底板1之间的快速连接，所述左侧板和右侧板的底部均设置有向外延伸的凸缘，所述凸缘与所述底板1之间通过短销轴31进行可拆式连接。

如图3所示，为了实现所顶盖板4的快速拆卸，所述前侧板2和后侧板的顶部均设置有沟槽，所述顶盖板4的两端分别插设在所述前侧板2和后侧板顶部的沟槽内并通过盖板短销进行固定。在进行装配时，从所述沟槽的一端插入从而实现顶盖板4与前、后侧板之间的快速连接，同样地，在进行拆卸时，仅需要将顶盖板从一侧抽出即可。为了进一步对顶盖板与前、后侧板进行固定连接，使用盖板短销对顶盖板4和前、后侧板进行固定定位。

需要说明的是，底板1前后两端的沟槽以及前侧板2和后侧板上设置的沟槽的截面可以设置为矩形沟槽，或者是燕尾型沟槽。

当焊接机器人需要工作时，将该箱体放置在待加工区域，拔出盖板短销，抽出顶盖板4，拿掉短销轴31、长销轴32，拆去箱体的四个侧板，从而实现箱体侧板以及顶盖板4的快速拆卸。

所述工作平台包括安装在所述底板1上的横向导轨5、沿着所述横向导轨5进行水平滑动的第一滑块6、固定安装在所述第一滑块6上的纵向导轨 7、沿着所述纵向导轨7进行纵向滑动的第二滑块10、安装在所述第二滑块 10上且与所述第二滑块10转动连接的旋转平台12以及安装在所述旋转平台12上的翻转平台14。

所述纵向导轨7和横向导轨5均优选为水平间隔的两个，所述第一滑块6和第二滑块10分别连接两个所述横向导轨5和纵向导轨7并分别沿着所述两根导轨进行滑动。

为了对所述旋转平台12的旋转角度进行固定定位，在所述旋转平台12 以及第二滑块10上还对应设置有多个定位销孔，当所述旋转平台12旋转至需要的角度时，将旋转定位销13插入对应的销孔内，实现焊接机器人位置的固定定位。

所述第一滑块6、第二滑块10可以分别通过驱动气缸或者是油缸等作为驱动部件驱动滑动。所述旋转平台12的底部中心位置处设置有圆柱状凸起，所述凸起与位于所述第二滑块10上的凹下部分进行配合实现二者之间的转动连接，其中还可以通过安装轴承来实现二者之间的转动连接。所述旋转平台12进行转动的驱动部件可以采用旋转气缸或者是微电机来来实现。所述第一滑块6、第二滑块10以及旋转平台12的驱动部件也可以采用手动的方式来实现。

所述旋转平台12上间隔设置有两个安装支架，两个所述安装支架之间通过转轴15转动连接，所述转轴15与所述纵向导轨7垂直。所述翻转平台14设置为半圆柱体状，所述转轴15穿过所述翻转平台14的两个侧圆柱面并与所述翻转平台14固定连接，其中，优选所述转轴15与所述翻转平台14同轴心。焊接机器人固定安装在所述翻转平台14的连接两个侧半圆面的剖面上。所述翻转平台14绕所述转轴15转动实现所述焊接机器人角度的调整，从而方便定位。当所述翻转平台14的剖面水平向上时，所述焊接机器人处于立式；当翻转平台的剖面旋转90°后，由立式变为卧式，方便将机器人进行收纳，方便对机器人进行运输，有效避免了在运输过程中机器人悬臂的剧烈晃动造成其与箱内结构的碰撞以及机器人与翻转平台安装部位受力过大发生变形，损坏机器人。

为了对焊接机器人处于立式时的位置进行固定定位，两个所述安装支架上设置有插孔，所述翻转平台14沿圆周方向设置等间距间隔设置有多个与所述插孔相配合的销孔，通过将立式定位销17插入所述通插孔和销孔内实现所述翻转平台的定位。所述插孔和立式定位销优选设置为两个，两根所述插孔沿着圆周方向间隔设置，且与所述销孔对应设置。当所述翻转平台14翻转至需要的焊接机器人为立式时，所述翻转平台14的半圆柱剖面位于水平面内，通过将两根立式定位销17分别插入两根所述插孔和对应的销孔内实现翻转角度的固定。

在所述翻转平台14的半圆柱剖面的上下两端还向外延伸有凸起部分，当翻转平台需要变为卧式时，此时翻转平台的半圆柱剖面位于竖直面内，使用卧式定位销16穿过翻转平台14半圆柱剖面凸起部分和旋转平台10上表面的定位孔，实现位置的固定。

所述横向导轨5和纵向导轨7上均沿着长度方向等间距间隔设置有多个销孔，所述第一滑块6和第二滑块10上分别设置与所述横向导轨5和纵向导轨7上的销孔配合的插孔，所述第一滑块6和横向导轨7通过插入横向导轨定位销9进行固定定位，所述第二滑块10与所述纵向导轨7通过插入纵向导轨定位销11进行固定定位。

本发明提供的小型焊接机器人移动工作平台包括横向导轨5、纵向导轨7以及旋转平台10，可以实现焊接机器人三个自由度的进给运动，所述横向导轨5提供工作平台一个直线运动的自由度，所述纵向导轨7提供垂直于横向导轨方向的第二个直线自由度，方便调节机器人在箱体内的位置，找到适合不同加工场景的加工工位，工作平台有立式加工和卧式存放两种状态，可以作为机器人的长期工作平台和存放装置，实用性强。

所述夹持机构包括沿所述纵向导轨7进行滑动的夹具台18以及沿着所述夹具台18的进行滑动的两个对称设置的夹具19；所述夹具台18的顶部开口，且内壁两侧均设置有滑槽24。两个所述夹具19沿着所述滑槽24进行滑动，两个所述夹具19上相对的面上均设置有内凹的半圆形夹持部，两个所述半圆形夹持部与所述焊接机器人的机械臂相适应；两个所述夹具19 的相反一端均向外延伸有圆柱形凸台23，两个所述圆柱形凸台23上均套设有夹紧弹簧20，所述夹紧弹簧20的一端与所述夹具19抵接，另一端与所述夹具台18的内壁相抵接。

其中，两个所述夹具19的两侧均设置有向外突出的滑块22，所述滑块 22由所述滑槽24进行支撑并在外部作用力下沿着两侧的滑槽24进行滑动。当一对夹具19同时向夹具台外侧移动时，将会受到夹紧弹簧力的作用。

所述半圆形夹持部的内凹表面上还设置有弹性缓冲层21。所述弹性缓冲层21位于夹具的半圆形夹持部位，当夹具夹紧机器人时，弹性缓冲层21 会产生缓冲作用，防止机器人损伤。

小型焊接机器人移动工作平台的工作原理为：当焊接机器人需要工作时，将该箱体放置在待加工区域，拔出盖板短销，抽出顶盖板4，拿掉短销轴31、长销轴32，拆去箱体的四个侧板。施力使夹具19向两侧滑动松开机器人的机械臂，并将其移动至远离翻转平台的位置，或者也可选择将夹持机构进行拆除，根据箱内翻转平台14所在位置，调节工作平台的进给结构，推动第一滑块6和第二滑块10移动至适合焊接机器人加工的位置，用横向导轨定位销9和纵向导轨定位销11固定横向导轨5和纵向导轨7相对于箱体底板的位置，将机器人从卧式变为立式，插入立式定位销17，机器人即可开始加工。

当焊接机器人结束工作后，将翻转平台14尽量移动到底板1矩形导轨某一端，这样做主要是为了避免机械臂在变为卧式时箱体内部空间不足，拔出立式定位销17，调节翻转平台，将机器人变为卧式，插入卧式定位销，安装好夹具体18，对夹具施力并将夹具体18移动至适当位置，撤去力的作用，夹具即可夹紧机械臂。再安装箱体外壁，沿底板矩形沟槽插入前后侧板，使用长销轴32连接前后侧板和左右侧板，插入短销轴31，底板1、前后侧板和左右侧板的相对位置固定，在前后侧板上部沟槽中插入顶盖板4 并安装盖板短销，箱体安装完毕。

在本发明专利的描述中，各部件所指示的方位或安装关系为基于附图所显示的方位或关系，仅是为了便于描述本专利并对其进行大概了解，并非指暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位和特定的构造，因此不可以认为是为对本发明的限制。本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种小型焊接机器人移动工作平台，其特征在于，包括可拆卸式的箱体、安装在所述箱体内的工作平台以及安装在所述工作平台上用于夹持所述焊接机器人的机械臂的夹持机构；

所述箱体由底板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板以及顶盖板拼接而成，所述工作平台安装在所述底板上；

所述工作平台包括安装在所述底板上的两根间隔设置横向导轨、连接两根所述横向导轨并沿着所述横向导轨进行水平滑动的第一滑块、固定安装在所述第一滑块上的纵向导轨、沿着所述纵向导轨进行纵向滑动的第二滑块、安装在所述第二滑块上且与所述第二滑块转动连接的旋转平台以及安装在所述旋转平台上的翻转平台；

所述翻转平台沿与所述纵向导轨垂直的轴线进行翻转，所述焊接机器人安装在所述翻转平台上；

所述夹持机构安装在所述纵向导轨上并可以沿着所述纵向导轨进行滑动。

2.根据权利要求1所述的小型焊接机器人移动工作平台，其特征在于，所述旋转平台上间隔设置有两个安装支架，两个所述安装支架之间通过转轴连接，所述转轴的两端分别与两个所述安装支架转动连接，所述转轴与所述纵向导轨垂直；

所述翻转平台设置为半圆柱体状，所述转轴穿过所述翻转平台的两个侧半圆面并与所述翻转平台固定连接，所述焊接机器人固定安装在所述翻转平台的连接两个侧半圆面的半圆柱剖面上。

3.根据权利要求2所述的小型焊接机器人移动工作平台，其特征在于，所述安装支架上设置有一个或两个插孔，所述翻转平台上沿圆周方向设置有多个与所述插孔相配合的销孔，当所述翻转平台翻转至半圆柱剖面位于水平面内时，所述插孔与所述销孔对齐，且可通过立式定位销插入所述插孔和销孔内实现所述翻转平台的固定定位。

4.根据权利要求1所述的小型焊接机器人移动工作平台，其特征在于，所述翻转平台的半圆柱剖面的上下两端还向外延伸有凸起部分，当翻转平台翻转至半圆柱剖面位于竖直面内时，采用卧式定位销穿过所述凸起部分和旋转平台上表面的定位孔进行固定定位。

5.根据权利要求1所述的小型焊接机器人移动工作平台，其特征在于，所述旋转平台的底部中心位置处设置有圆柱状凸起，第二滑块上设置有与所述圆柱状凸起配合的下凹部分，所述圆柱状凸起与所述下凹部分之间通过轴承转动连接。

6.根据权利要求1所述的小型焊接机器人移动工作平台，其特征在于，所述旋转平台以及第二滑块上还对应设置有多个定位销孔，当所述旋转平台旋转至需要的角度时，将旋转定位销插入对应的销孔内，实现焊接机器人位置的固定定位。

7.根据权利要求1所述的小型焊接机器人移动工作平台，其特征在于，所述横向导轨和纵向导轨上均沿着长度方向等间距间隔设置有多个销孔，所述第一滑块和第二滑块上分别设置与所述横向导轨和纵向导轨上的销孔配合的插孔，所述第一滑块和横向导轨通过插入横向导轨定位销进行固定定位，所述第二滑块与所述纵向导轨通过插入纵向导轨定位销进行固定定位。

8.根据权利要求1所述的小型焊接机器人移动工作平台，其特征在于，所述夹持机构包括沿所述纵向导轨进行滑动的夹具台以及沿着所述夹具台的进行滑动的两个对称设置的夹具；所述夹具台的顶部开口，且内壁两侧均设置有滑槽，两个所述夹具沿着所述滑槽进行滑动，两个所述夹具上相对的面上均设置有内凹的半圆形夹持部，两个所述半圆形夹持部与所述焊接机器人的机械臂相适应；两个所述夹具的相反一端均向外延伸有圆柱形凸台，两个所述圆柱形凸台上均套设有夹紧弹簧，所述夹紧弹簧的一端与所述夹具抵接，另一端与所述夹具台的内壁相抵接。

9.根据权利要求8所述的小型焊接机器人移动工作平台，其特征在于，两个所述夹具的两侧均设置有向外突出的滑块，所述滑块由所述滑槽进行支撑并在外部作用力下沿着两侧的滑槽进行滑动。

10.根据权利要求8所述的小型焊接机器人移动工作平台，其特征在于，所述半圆形夹持部的内凹表面上还设置有弹性缓冲层。

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