CN114347098A - 一种焊接机器人手臂转动装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种焊接机器人手臂转动装置及使用方法，属于机械臂领域。电机固定连接在凹槽内，电机的输出端固定连接有第一转动臂；转筒通过轴承连接在凹槽内；推板Ⅰ对称且固定连接在转筒的内壁上，推板Ⅱ对称且固定连接在第一转动臂的外圆面上；弧形弹性伸缩杆的固定端固定连接在推板Ⅰ上，弧形弹性伸缩杆的活动端固定连接在推板Ⅱ上，且每个弧形弹性伸缩杆的固定端设有贯穿固定端侧壁的气孔Ⅰ；连通管的一端与气孔Ⅰ连通，连通管的另一端穿过转筒且与气孔Ⅲ连通。本发明不仅可以防止机械臂转动较快时或者失灵时转动较快伤到附近躲闪不及的工人，而且本发明在工作时还可以通过活动板和支撑板在占用面积尽可能小的情况下增加底座的稳定性。

Description

一种焊接机器人手臂转动装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种焊接机器人手臂转动装置及使用方法，属于机械臂领域。

背景技术

随着我国科技的发展，在工业上越来越多的机械臂代替工人进行工作，可以极大的提高工作效率。虽然使用机械臂工作，但是还是需要工人在工厂内看管各个机械臂，以及时发现损坏的机械臂，并进行维修。

机械臂工作时，需要转动，以拿去零件或者切换加工位置，机械臂转动的过程中，若转动较快则容易伤到附近躲闪不及的工人，因此需要对其进行改进。

发明内容

本发明的目的是为解决背景技术中存在的上述问题，提供一种焊接机器人手臂转动装置及使用方法。

本发明实现上述目的，采取的技术方案如下：

一种焊接机器人手臂转动装置，包括底座、第一转动臂、第二转动臂和焊头；所述底座上端固定连接有第一转动臂，第一转动臂的上端活动连接有第二转动臂，第二转动臂的上端活动连接有焊头；其特征在于：所述底座包括座体、控制装置；所述座体包括底板，底板的顶端中心设有凹槽，凹槽的内壁上均布有多个插槽；

所述控制装置包括电机、转筒、两个推板Ⅰ、多个弧形弹性伸缩杆、连通管、插块、固定筒、弹簧Ⅰ和两个推板Ⅱ；所述电机固定连接在凹槽内，电机的输出端固定连接有第一转动臂；转筒通过轴承连接在凹槽内；所述推板Ⅰ对称且固定连接在转筒的内壁上，推板Ⅱ对称且固定连接在第一转动臂的外圆面上，推板Ⅰ与相邻的推板Ⅱ之间的夹角为90°；每个所述弧形弹性伸缩杆的固定端固定连接在推板Ⅰ上，弧形弹性伸缩杆的活动端固定连接在推板Ⅱ上，且每个弧形弹性伸缩杆的固定端设有贯穿固定端侧壁的气孔Ⅰ；所述固定筒的一端固定连接在转筒的外圆面上，插块与固定筒内腔滑动配合，弹簧Ⅰ设置在固定筒的内腔内，且与插块接触；所述固定筒上还设有气孔Ⅱ和气孔Ⅲ；所述插块与对应的插槽滑动配合，且插块的横截面设为梯形；所述连通管的一端与气孔Ⅰ连通，连通管的另一端穿过转筒且与气孔Ⅲ连通。

一种焊接机器人手臂转动装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：

步骤一：启动电机，电机通过第一转动臂、第二转动臂带动焊头转动；

步骤二：电机带动第一转动臂转动较快时，通过控制装置和座体配合限制第一转动臂转动，避免转动较快，伤到工人；

步骤三：电机带动第一转动臂正常转动时，弧形杆和L形支杆推动对应的活动板绕着连接环Ⅱ转动，并通过支撑板支撑在地面上，增加底座的稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明不仅可以防止机械臂转动较快时或者失灵时转动较快伤到附近躲闪不及的工人，而且本发明在工作时还可以通过活动板和支撑板在占用面积尽可能小的情况下增加底座的稳定性。

附图说明

图1是本发明的一种焊接机器人手臂转动装置的主视图；

图2是本发明的一种焊接机器人手臂转动装置的底座的主视图；

图3是本发明的一种焊接机器人手臂转动装置的座体的主视图；

图4是图3中A-A方向的剖视图；

图5是本发明的一种焊接机器人手臂转动装置的控制装置的主视图；

图6是图5中C的放大结构示意图；

图7是图5中B-B方向的剖视图；

图8是本发明的一种焊接机器人手臂转动装置的环形管与竖管的连接结构示意图；

图9是本发明的一种焊接机器人手臂转动装置的传动装置的主视图；

图10是本发明的一种焊接机器人手臂转动装置的传动装置的俯视图；

图11是本发明的一种焊接机器人手臂转动装置的传动装置的仰视图。

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，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，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。

具体实施方式一：如图1-11所示，本实施方式记载了一种焊接机器人手臂转动装置，包括底座1、第一转动臂2、第二转动臂3和焊头4；所述底座1上端固定连接有第一转动臂2，第一转动臂2的上端活动连接有第二转动臂3，第二转动臂3的上端活动连接有焊头4；其特征在于：所述底座1包括座体11、控制装置12；所述座体11包括底板111，底板111的顶端中心设有凹槽112，凹槽112的内壁上均布有多个插槽113；

所述控制装置12包括电机121、转筒122、两个推板Ⅰ123、多个弧形弹性伸缩杆124、连通管125、插块1210、固定筒1211、弹簧Ⅰ1212和两个推板Ⅱ1216；所述电机121固定连接在凹槽112内，电机121的输出端固定连接有第一转动臂2；转筒122通过轴承连接在凹槽112内；所述推板Ⅰ123对称且固定连接在转筒122的内壁上，推板Ⅱ1216对称且固定连接在第一转动臂2的外圆面上，推板Ⅰ123与相邻的推板Ⅱ1216之间的夹角为90°；每个所述弧形弹性伸缩杆124的固定端固定连接在推板Ⅰ123上，弧形弹性伸缩杆124的活动端固定连接在推板Ⅱ1216上，且每个弧形弹性伸缩杆124的固定端设有贯穿固定端侧壁的气孔Ⅰ1217；所述固定筒1211的一端固定连接在转筒122的外圆面上，插块1210与固定筒1211内腔滑动配合，弹簧Ⅰ1212设置在固定筒1211的内腔内，且与插块1210接触；所述固定筒1211上还设有气孔Ⅱ1213和气孔Ⅲ1215；所述插块1210与对应的插槽113滑动配合，且插块1210的横截面设为梯形；所述连通管125的一端与气孔Ⅰ1217连通，连通管125的另一端穿过转筒122且与气孔Ⅲ1215连通。

具体实施方式二：如图6所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述气孔Ⅲ1215的直径大于气孔Ⅱ1213的直径。

具体实施方式三：如图1-8所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述底座1还包括传动装置13；所述传动装置13包括圆环Ⅰ131、固定杆132、微型电机135、电机支架136、连接杆137和螺杆139；所述圆环Ⅰ131的内圆面上固定连接有固定杆132，固定杆132的另一端固定连接在第一转动臂2的外圆面上；所述连接杆137的两端均固定连接在圆环Ⅰ131的内圆面上，连接杆137的上端固定连接有电机支架136，电机支架136上固定连接有微型电机135；所述微型电机135的输出端固定连接有螺杆139，螺杆139穿过圆环Ⅰ131，且在螺杆139靠近底端的位置设有穿孔138；

所述控制装置12还包括转动环126、环形管128和竖管129；所述固定筒1211上还设有气孔Ⅳ1214；所述竖管129的下端与气孔Ⅳ1214连通，竖管129的上端固定连接有环形管128，且竖管129与环形管128连通；所述环形管128的上端镂空，转动环126设置在环形管128上端的镂空处，且转动环126上设有竖向贯穿的通孔127；

所述螺杆139的底端通过螺纹连接在螺纹通孔127内。

具体实施方式四：如图5-11所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述螺杆139靠近底端的穿孔138的高度大于转动环126的厚度。

具体实施方式五：如图3、4所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述座体11还包括多个卡块114、多个支撑板116、多个活动板118、多个滑块119、多个弹簧Ⅱ1110、多个连接环Ⅰ1112、连接环Ⅱ1113、连杆1114和限位圆环1115；所述座体11的外圆面上均布有多个矩形槽115，每个矩形槽115内固定连接有对应的卡块114；所述限位圆环1115通过轴承套在第二转动臂2的外圆面上，限位圆环1115的外圆面上固定连接有连杆1114，连杆1114的另一端固定连接有连接环Ⅱ1113；所述多个连接环Ⅰ1112均套在连接环Ⅱ1113上，且每个连接环Ⅰ1112上均固定连接有对应的活动板118；所述多个活动板118组成筒形，每个活动板118的下端与对应的矩形槽115滑动配合，每个活动板118的内侧面中间位置均设有滑轨1111，且内侧面底端还设有与对应卡块114滑动配合的槽体117；每个所述支撑板116的顶端侧面固定连接有滑块119，滑块119与对应的滑轨1111滑动配合；所述弹簧Ⅱ1110的一端固定连接在滑轨1111内，弹簧Ⅱ1110的另一端固定连接有滑块119；每个所述支撑板116的顶端两侧设为斜面。卡块114的作用是在一个活动板118或两个活动板118转动时，其余的槽体117均能与对应的卡块114配合，防止多个活动板118以第一转动臂2为中心转动，影响辅助支撑。限位圆环1115的作用是，通过连接环Ⅰ1112、连接环Ⅱ1113将多个活动板118固定在同一高度。

具体实施方式六：如图1、2所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述圆环Ⅰ131与每个活动板118的内侧面接触。

具体实施方式七：如图9-11所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述传动装置13还包括弧形杆133和L形支杆134；所述L形支杆134的竖直端固定连接在圆环Ⅰ131的下端，L形支杆134的水平端朝向圆环Ⅰ131的外侧；所述弧形杆133的两端均固定连接在圆环Ⅰ131的外圆面上，且弧形杆133位于L形支杆134水平端的上方；所述弧形杆133与焊头4均位于第一转动臂2的同一侧。

具体实施方式八：如图1、2所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述圆环Ⅰ131位于连接环Ⅱ1113与转筒122之间。

具体实施方式九：如图1-11所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，一种焊接机器人手臂转动装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：

步骤一：启动电机121，电机121通过第一转动臂2、第二转动臂3带动焊头4转动；

步骤二：电机121带动第一转动臂2转动较快时，通过控制装置12和座体11配合限制第一转动臂2转动，避免转动较快，伤到工人；

步骤三：电机121带动第一转动臂2正常转动时，弧形杆133和L形支杆134推动对应的活动板118绕着连接环Ⅱ1113转动，并通过支撑板116支撑在地面上，增加底座1的稳定性。

本发明的工作原理是：使用本发明时，启动电机121，电机121通过第一转动臂2转动，第一转动臂2通过第二转动臂3带动焊头4转动，完成焊头4的移动；同时，第一转动臂2转动时，第一转动臂2还带动推板Ⅱ1216转动，推板Ⅱ1216带动一侧的弧形弹性伸缩杆124收缩，推板Ⅱ1216带动另一侧的弧形弹性伸缩杆124拉伸，弧形弹性伸缩杆124拉伸或者收缩的过程中，会通过气孔Ⅰ1217向弧形弹性伸缩杆124的固定端充气或者排气(弧形弹性伸缩杆124的固定端仅能通过气孔Ⅰ1217吸气或者排气，弧形弹性伸缩杆124的活动端与固定端的连接处设有密封条)，且通过连通管125进入固定筒1211内，并最终通过气孔Ⅱ1213排出至装置外；

当电机121带动第一转动臂2以正常速度转动时，弧形弹性伸缩杆124固定端的单位时间内减小的体积与气孔Ⅱ1213单位时间内排气的体积相同，当弧形弹性伸缩杆124固定端内部的弹性组件压缩至极限后，推板Ⅱ1216转动的过程中会带动弧形弹性伸缩杆124运动，进而带动推板Ⅰ123运动，推板Ⅰ123带动转筒122运动，转筒122带动与其固定连接的固定筒1211转动，固定筒1211带动插块1210运动，插块1210的横截面为梯形，在插块1210运动的过程中，插块1210会不断的从一个插槽113内移出然后再通过弹簧Ⅰ1212的弹力进入下一个插槽113内，直至焊头4移动到预定的位置后停止，当电机121、第一转动臂2停止转动时，微型电机135启动，微型电机135带动螺杆139转动，螺杆139通过螺纹与螺纹通孔127连接，因此当螺杆139以其中心轴为中心转动时，会通过螺纹带动转动环126向下移动，当转动环126向下移动后，螺纹通孔127会与螺杆139底端的穿孔138连通，又因为穿孔138的高度大于转动环126的厚度，因此转动环126转动至穿孔138中间位置时，转动环126的上、下两端均有穿孔138，使穿孔138将环形管128与外界连通，环形管128底部通过竖管129与固定筒1211连通，因此当穿孔138将环形管128与外界连通时，外界空气会通过穿孔138、环形管128和竖管129进入固定筒1211内，并通过连通管125进入弧形弹性伸缩杆124内，当焊头4移动至固定位置后，弧形弹性伸缩杆124会在其内部弹性组件的作用下向原位置移动，并通过连通管125吸气或者排气，使穿孔138将环形管128与外界连通，进而将弧形弹性伸缩杆124与外界连通，可以加速吸气或者排气，可以在相对较短的时间内使弧形弹性伸缩杆124恢复至原位置，便于下次转动时使用；微型电机135带动螺杆139移动至最底端后，停止1-2秒，然后微型电机135反向转动，通过螺杆139带动转动环126移动至原位，由于焊头4在焊接，第一转动臂2不会发生位移，因此微型电机135移动至最底端后停止1-2秒不会影响装置的正常使用；

当电机121带动第一转动臂2转动较快或者电机121失灵带动第一转动臂2不受控制的高速转动时，第一转动臂2高速转动会通过推板Ⅱ1216急速压缩弧形弹性伸缩杆124，使弧形弹性伸缩杆124固定端的单位时间内减小的体积大于气孔Ⅱ1213单位时间内排气的体积，因此弧形弹性伸缩杆124收缩减小的空气体积通过连通管125进入固定筒1211内的气体体积增加量大于气孔Ⅱ1213排气量，因此固定筒1211内气体增多，气压增大，使插块1210受到的压力增大，因此使插块1210不能向固定筒1211的方向移动，所以插块1210不能脱离插槽113，插块1210不能脱离插槽113则导致第一转动臂2不能继续转动，防止第一转动臂2转动较快使附近的工人受伤，工人及时关闭电机121防止进一步受损；

电机121带动第一转动臂2正常转动时，第一转动臂2还通过固定杆132带动圆环Ⅰ131转动，圆环Ⅰ131通过连接杆137带动微型电机135转动，进而通过螺杆139带动转动环126转动，同时圆环Ⅰ131还带动弧形杆133和L形支杆134转动，且弧形杆133和L形支杆134与焊头4位于第一转动臂2的同一侧，因此当第二转动臂2转动时，弧形杆133和L形支杆134也随之转动，由于弧形杆133与圆环Ⅰ131连接的两个端点之间的距离大于L形支杆134的宽度，因此在转动过程中，弧形杆133先与对应的活动板118接触，由于弧形杆133相对于圆环Ⅰ131向外突出，因此弧形杆133会将与弧形杆133接触的活动板118顶起(如图2右侧所示状态)，在圆环Ⅰ131带动弧形杆133持续移动的过程中，活动板118内侧面上的支撑板116才会与L形支杆134的水平端接触，L形支杆134水平端与支撑板116顶端侧面的斜面接触，并通过斜面推动支撑板116向下移动，支撑板116通过滑块拉伸弹簧Ⅱ1110，直至L形支杆134与支撑板116的最高点接触时，支撑板116的底端与地面接触，并起到辅助支撑的作用，增加底座1的稳定性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种焊接机器人手臂转动装置，包括底座(1)、第一转动臂(2)、第二转动臂(3)和焊头(4)；所述底座(1)上端固定连接有第一转动臂(2)，第一转动臂(2)的上端活动连接有第二转动臂(3)，第二转动臂(3)的上端活动连接有焊头(4)；其特征在于：所述底座(1)包括座体(11)、控制装置(12)；所述座体(11)包括底板(111)，底板(111)的顶端中心设有凹槽(112)，凹槽(112)的内壁上均布有多个插槽(113)；

所述控制装置(12)包括电机(121)、转筒(122)、两个推板Ⅰ(123)、多个弧形弹性伸缩杆(124)、连通管(125)、插块(1210)、固定筒(1211)、弹簧Ⅰ(1212)和两个推板Ⅱ(1216)；所述电机(121)固定连接在凹槽(112)内，电机(121)的输出端固定连接有第一转动臂(2)；转筒(122)通过轴承连接在凹槽(112)内；所述推板Ⅰ(123)对称且固定连接在转筒(122)的内壁上，推板Ⅱ(1216)对称且固定连接在第一转动臂(2)的外圆面上，推板Ⅰ(123)与相邻的推板Ⅱ(1216)之间的夹角为90°；每个所述弧形弹性伸缩杆(124)的固定端固定连接在推板Ⅰ(123)上，弧形弹性伸缩杆(124)的活动端固定连接在推板Ⅱ(1216)上，且每个弧形弹性伸缩杆(124)的固定端设有贯穿固定端侧壁的气孔Ⅰ(1217)；所述固定筒(1211)的一端固定连接在转筒(122)的外圆面上，插块(1210)与固定筒(1211)内腔滑动配合，弹簧Ⅰ(1212)设置在固定筒(1211)的内腔内，且与插块(1210)接触；所述固定筒(1211)上还设有气孔Ⅱ(1213)和气孔Ⅲ(1215)；所述插块(1210)与对应的插槽(113)滑动配合，且插块(1210)的横截面设为梯形；所述连通管(125)的一端与气孔Ⅰ(1217)连通，连通管(125)的另一端穿过转筒(122)且与气孔Ⅲ(1215)连通。

2.根据权利要求1所述的一种焊接机器人手臂转动装置，其特征在于：所述气孔Ⅲ(1215)的直径大于气孔Ⅱ(1213)的直径。

3.根据权利要求1所述的一种焊接机器人手臂转动装置，其特征在于：所述底座(1)还包括传动装置(13)；所述传动装置(13)包括圆环Ⅰ(131)、固定杆(132)、微型电机(135)、电机支架(136)、连接杆(137)和螺杆(139)；所述圆环Ⅰ(131)的内圆面上固定连接有固定杆(132)，固定杆(132)的另一端固定连接在第一转动臂(2)的外圆面上；所述连接杆(137)的两端均固定连接在圆环Ⅰ(131)的内圆面上，连接杆(137)的上端固定连接有电机支架(136)，电机支架(136)上固定连接有微型电机(135)；所述微型电机(135)的输出端固定连接有螺杆(139)，螺杆(139)穿过圆环Ⅰ(131)，且在螺杆(139)靠近底端的位置设有穿孔(138)；

所述控制装置(12)还包括转动环(126)、环形管(128)和竖管(129)；所述固定筒(1211)上还设有气孔Ⅳ(1214)；所述竖管(129)的下端与气孔Ⅳ(1214)连通，竖管(129)的上端固定连接有环形管(128)，且竖管(129)与环形管(128)连通；所述环形管(128)的上端镂空，转动环(126)设置在环形管(128)上端的镂空处，且转动环(126)上设有竖向贯穿的螺纹通孔(127)；

所述螺杆(139)的底端通过螺纹连接在螺纹通孔(127)内。

4.根据权利要求3所述的一种焊接机器人手臂转动装置，其特征在于：所述螺杆(139)靠近底端的穿孔(138)的高度大于转动环(126)的厚度。

5.根据权利要求3所述的一种焊接机器人手臂转动装置，其特征在于：所述座体(11)还包括多个卡块(114)、多个支撑板(116)、多个活动板(118)、多个滑块(119)、多个弹簧Ⅱ(1110)、多个连接环Ⅰ(1112)、连接环Ⅱ(1113)、连杆(1114)和限位圆环(1115)；所述座体(11)的外圆面上均布有多个矩形槽(115)，每个矩形槽(115)内固定连接有对应的卡块(114)；所述限位圆环(1115)通过轴承套在第二转动臂(2)的外圆面上，限位圆环(1115)的外圆面上固定连接有连杆(1114)，连杆(1114)的另一端固定连接有连接环Ⅱ(1113)；所述多个连接环Ⅰ(1112)均套在连接环Ⅱ(1113)上，且每个连接环Ⅰ(1112)上均固定连接有对应的活动板(118)；所述多个活动板(118)组成筒形，每个活动板(118)的下端与对应的矩形槽(115)滑动配合，每个活动板(118)的内侧面中间位置均设有滑轨(1111)，且内侧面底端还设有与对应卡块(114)滑动配合的槽体(117)；每个所述支撑板(116)的顶端侧面固定连接有滑块(119)，滑块(119)与对应的滑轨(1111)滑动配合；所述弹簧Ⅱ(1110)的一端固定连接在滑轨(1111)内，弹簧Ⅱ(1110)的另一端固定连接有滑块(119)；每个所述支撑板(116)的顶端两侧设为斜面。

6.根据权利要求5所述的一种焊接机器人手臂转动装置，其特征在于：所述圆环Ⅰ(131)与每个活动板(118)的内侧面接触。

7.根据权利要求6所述的一种焊接机器人手臂转动装置，其特征在于：所述传动装置(13)还包括弧形杆(133)和L形支杆(134)；所述L形支杆(134)的竖直端固定连接在圆环Ⅰ(131)的下端，L形支杆(134)的水平端朝向圆环Ⅰ(131)的外侧；所述弧形杆(133)的两端均固定连接在圆环Ⅰ(131)的外圆面上，且弧形杆(133)位于L形支杆(134)水平端的上方；所述弧形杆(133)与焊头(4)均位于第一转动臂(2)的同一侧。

8.根据权利要求7所述的一种焊接机器人手臂转动装置，其特征在于：所述圆环Ⅰ(131)位于连接环Ⅱ(1113)与转筒(122)之间。

9.根据权利要求8所述的一种焊接机器人手臂转动装置的使用方法，其特征在于：所述使用方法包括以下步骤：

步骤一：启动电机(121)，电机(121)通过第一转动臂(2)、第二转动臂(3)带动焊头(4)转动；

步骤二：电机(121)带动第一转动臂(2)转动较快时，通过控制装置(12)和座体(11)配合限制第一转动臂(2)转动，避免转动较快，伤到工人；

步骤三：电机(121)带动第一转动臂(2)正常转动时，弧形杆(133)和L形支杆(134)推动对应的活动板(118)绕着连接环Ⅱ(1113)转动，并通过支撑板(116)支撑在地面上，增加底座(1)的稳定性。

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