CN114669864A - 一种可调焊接角度的焊接机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调焊接角度的焊接机械手，涉及焊接技术领域，所述焊接机械手包括底仓，所述底仓下方安装有衔接板，底仓上方安装有机械臂，所述机械臂的一端安装有焊接座，所述衔接板安装在机床上，焊接座上安装有焊枪或激光焊头，机械臂带动焊接座多角度运动，机械臂由多节中空的圆管以及机芯组成，机芯在万向节的基础上添加相对旋转的功能，使机芯实现每两节圆管之间多个角度的转动，使机械臂每一个节点可以多角度运动，使焊接座带焊枪或激光焊头多方位运动，并结合中空的机械臂，大幅度提升焊接过程中的灵活性。

Description

一种可调焊接角度的焊接机械手

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体为一种可调焊接角度的焊接机械手。

背景技术

随着工业自动化的推进，焊接机械手因其灵活的运动操作性能被广泛运用到焊接领域中，在实现自动化生产的同时，也解决了人工成本的问题。

但在产品生产加工过程中，常见的焊接机械手不便于多角度旋转焊接，现有的产品焊接方式为焊件旋转而焊枪处于固定不动的状态，这种方式会导致焊件夹装不稳，使产品焊接时极易出现焊接偏差，进而导致产品质量降低，给使用者带来极大的不便，很大程度上制约了焊接机械手自动化的焊接。

现有的焊接机械手体积大，所占用的空间大，由于生产产品设备的体积一定，进而导致焊接机械手的活动空间受限，现有的焊接机械手无法根据应用环境灵活调整整体大小以及所占用的空间，致使现有焊接机械手在焊接时的灵活性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调焊接角度的焊接机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种可调焊接角度的焊接机械手，所述焊接机械手包括底仓，所述底仓下方安装有衔接板，底仓上安装有机械臂，所述机械臂的前端安装有焊接座，焊枪或激光焊头安装在焊接座上；

所述机械臂由底臂、若干活节臂以及若干机芯组成，所述底臂一端安装在底仓上，底臂与活节臂之间以及每两个活节臂之间均通过机芯连接，所述底臂与活节臂的连接处以及每两个活节臂的连接处均安装有套环，底臂、活节臂均为中空的圆管。

衔接板安装在机床上，焊接座上安装有焊枪或激光焊头，机械臂带动焊接座多角度运动，机械臂由多节中空的圆管以及机芯组成，机芯在万向节的基础上添加相对旋转的功能，使机芯实现每两节圆管之间多个角度的转动，使机械臂每一个节点可以多角度运动，使焊接座带焊接枪或激光焊头多方位运动，并结合中空的机械臂，大幅度提升焊接过程中的灵活性。

所述活节臂包括内活节臂和外活节臂，所述底臂另一端以及内活节臂一端对称安装有象位板a，所述内活节臂另一端安装有外螺纹管，所述外活节臂一端对称安装有象位板b，外活节臂另一端安装有内螺纹管，所述内螺纹管旋紧在外螺纹管上，所述内螺纹管上安装有定位销，所述定位销的一端贯穿外螺纹管，所述内活节臂和外活节臂之间套接有防护环；

底臂上的所述象位板a与一个活节臂上的所述象位板b相互配合与机芯连接；

一个活节臂上的所述象位板a与另一个活节臂上的所述象位板b相互配合与机芯连接。

活节臂由内活节臂和外活节臂通过螺纹管连接组成，将其中一个活节臂拆开，并插入新的内活节臂、外活节臂以及机芯，即实现对机械臂长度的延长，或将其中两个活节臂拆开，拿掉拆卸下的内活节臂以及外活节臂，重新对接两个活节臂，实现对机械臂长度的缩短，通过将活节臂设置成对接式，实现对机械臂长度的灵活性调整，以满足不同生产需求中对机械臂长度的要求；且机械臂由中空的圆管以及机芯组成，进一步缩小了机械臂的体积以及占用空间；象位板a和象位板b分布在一个圆的四个象限点上，机芯位于该圆的位置，机芯的球心与该圆的圆心同轴心，机芯通过两个象位板a以及两个象位板b对活节臂的位置进行调整。

所述机芯包括芯环、球芯，所述芯环上对称安装有两个支撑轴a以及两个支撑轴b，所述支撑轴a与支撑轴b之间的夹角为90°，所述支撑轴a以及支撑轴b位于芯环内侧的一端通过分离缸分别安装有定位盘a以及定位盘b，所述球芯位于定位盘a以及定位盘b中心位置；

所述支撑轴a与象位板a连接，所述支撑轴b与象位板b连接；

所述定位盘a与定位盘b均由若干扇形的磁体组成，每相邻两个扇形磁体之间的磁极不相同，所述球芯上设置有若干个线圈，球芯内部设置安装有控制电路以及电子陀螺仪，所述线圈与控制电路连接。

支撑轴b与支撑轴a呈十字形分布，并分别与象位板b以及象位板a固定，支撑轴b以及支撑轴a均与芯环转动连接，分离缸使定位盘a以及定位盘b抵在球芯表面或离开球芯表面。

参阅图4，当两个定位盘a抵在球芯表面、定位盘b与球芯表面分离时，球芯通过线圈产生的磁场对定位盘b进行吸引，使定位盘通过支撑轴b带动象位板b转动；当两个定位盘b抵在球芯表面、定位盘a与球芯表面分离时，球芯通过线圈产生的磁场与定位盘a上的磁场相互配合，使球芯通过定位盘b带动象位板b绕着支撑轴a转动；通过球芯与定位盘a以及定位盘b的相互配合，实现相邻两个活节臂之间的角度。电子陀螺仪用于监控每个球芯的方位变化并反馈给控制电路。

所述芯环上对称开设有偏转槽，所述支撑轴a位于偏转槽内，支撑轴a上安装有限位板，所述芯环上偏转槽外侧开设有齿槽，所述支撑轴a在位于芯环外侧的位置安装有限位环，所述限位环内侧表面设置有轮齿，限位环与芯环啮合，限位环与支撑轴a滑动连接。限位环用于限制支撑轴a的位置。

支撑轴a为中空结构，支撑轴a内部安装有磁铁，磁铁两侧安装有弹簧，弹簧连接电路，限位环内侧安装有磁铁，其中一个弹簧通电收缩，使支撑轴a内部的磁铁运动，进而使限位环在磁铁的带动下远离芯环，使支撑轴a通过限位板可以在偏转槽内运动。

参阅图4，当定位盘a抵在球芯上、定位盘b与球芯分离时，球芯上的磁场与定位盘b上的磁场相互配合，使定位盘b带动象位板b绕着球芯的球心运动，或者定位盘b抵在球芯上、定位盘a与球芯分离时，球芯上的磁场与定位盘a上的磁场相互配合，使球芯通过定位盘b带动象位板b绕着球芯的球心运动，进而实现相邻两个活节臂之间的相对旋转。通过机芯的设置，实现相邻两个活节臂之间以及底臂与活节臂之间在多个方向上的运动，相对于现有的每个关节只能单向或双向转动的机械臂来讲，本申请中的机械臂的更加灵活，质量更轻。

所述球芯由球形框架以及若干陶瓷板组成，若干陶瓷板嵌在球形框架内，所述线圈安装在陶瓷板的外表面。

陶瓷增加球芯的强度和耐磨性，使球芯的使用寿命延长，提高机械臂的使用寿命。

连接焊接座的所述活节臂一端安装有调向芯，除去调向芯所包含的支撑轴b的数量和结构不同外，所述调向芯所包含的其他结构均与机芯所包含的结构相同，调向芯所包含的结构之间的连接关系和位置关系均与机芯中结构之间的连接关系和位置关系相同；

所述调向芯仅包含一个支撑轴b，位于调向芯上的支撑轴b上套设有扩孔环，位于调向芯上的支撑轴b为中空结构且连通焊接座内部，位于调向芯上的支撑轴b上开设有气孔；

连接焊接座的所述活节臂上设置有封闭套，所述封闭套的一端与扩孔环连接；

所述焊接座为中空结构，焊接座上开设有清烟口；

所述底仓内部设置有抽气系统。

调向芯通过支撑轴b与焊接座连接，调向芯带动焊接座多个方位运动，实现焊接角度的多样化，封闭套以及套环用于密封机械臂内部的空间，使机械臂形成烟气输送的管路，抽气系统抽取机械臂中的空气，使焊接产生的烟气通过清烟口进入到机械臂内，进而实现对烟气的清理，相对于在机械臂上安装清理机构的方式，本申请中对烟气清理的方式更加便捷、简单，且不需要另置清理机构，使用成本降低。

所述焊接座呈U型，焊接座的内侧安装有安装环，焊接座内侧下端开设有斜面，所述清烟口开设在斜面上，若干所述清烟口中心线的汇聚点与工件的焊接点重合。

安装环用于安装焊枪或激光焊头，清烟口的中心线指向焊接点，清烟口定向抽取焊接点处的烟气，提高烟气清理效果。

所述衔接板下方安装有垫板，所述垫板的中部安装有负压仓，所述衔接板内部安装有基板，所述基板与负压仓的上端连接，所述衔接板内部安装有锁紧机构，所述锁紧机构通过牵引索与基板连接，锁紧机构使衔接板固定在机床上。

锁紧机构在动作时，收卷牵引索，使基板被拉升，进而使负压仓被拉伸，使负压仓产生负压，进而提高衔接板与机床之间的连接稳定性，垫板为橡胶材质的垫子，负压仓为橡胶制作的吸盘。

所述锁紧机构包括蜗杆、蜗轮，所述蜗杆的一端位于衔接板的板体内，蜗杆通过轴承安装在衔接板中，所述蜗杆以及蜗轮均水平安装在衔接板中，所述蜗轮通过辅助部件安装在衔接板中，蜗杆与蜗轮啮合传动，所述蜗轮中心通过螺纹连接有丝杆，所述丝杆的一端贯穿衔接板以及垫板，丝杆上安装有收卷轮，所述收卷轮通过辅助部件安装在衔接板内，收卷轮与丝杆螺纹连接。

丝杆用于连接衔接板和机床，蜗轮蜗杆水平安装在衔接板中，当机床发生震动时，通过水平设置的蜗轮蜗杆，可以避免蜗杆反转，可以防止焊接机械手与机床之间出现松动，提高焊接机械手与机床之间连接的稳定性。

转动蜗杆时，蜗轮转动并通过螺纹使丝杆往下运动或往上运动，丝杆往下运动时，丝杆的一端拧进机床内，实现焊接机械手与机床的连接，且丝杆往下运动的过程中，收卷轮被丝杆带动，收卷轮水平转动并收卷牵引索，使基板在衔接板内上升；当丝杆往上运动时，收卷轮反转，释放牵引索，接触负压吸附，并使焊接机械手与机床分离。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、衔接板安装在机床上，焊接座上安装有焊枪或激光焊头，机械臂带动焊接座多角度运动，机械臂由多节中空的圆管以及机芯组成，机芯在万向节的基础上添加相对旋转的功能，使机芯实现每两节圆管之间多个角度的转动，使机械臂每一个节点可以多角度运动，使焊接座带焊接枪或激光焊头多方位运动，并结合中空的机械臂，大幅度提升焊接过程中的灵活性。

2、活节臂由内活节臂和外活节臂通过螺纹管连接组成，将其中一个活节臂拆开，并插入新的内活节臂、外活节臂以及机芯，即实现对机械臂长度的延长，或将其中两个活节臂拆开，拿掉拆卸下的内活节臂以及外活节臂，重新对接两个活节臂，实现对机械臂长度的缩短，通过将活节臂设置成对接式，实现对机械臂长度的灵活性调整，以满足不同生产需求中对机械臂长度的要求；且机械臂由中空的圆管以及机芯组成，进一步缩小了机械臂的体积以及占用空间；通过机芯的设置，实现相邻两个活节臂之间以及底臂与活节臂之间在多个方向上的运动，相对于现有的每个关节只能单向或双向转动的机械臂来讲，本申请中的机械臂的更加灵活，质量更轻。

3、封闭套以及套环用于密封机械臂内部的空间，使机械臂形成烟气输送的管路，抽气系统抽取机械臂中的空气，使焊接产生的烟气通过清烟口进入到机械臂内，进而实现对烟气的清理，相对于在机械臂上安装清理机构的方式，本申请中对烟气清理的方式更加便捷、简单，且不需要另置清理机构，使用成本降低。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构前视示意图；

图2是本发明的机械臂结构示意图；

图3是本发明的焊接座俯视示意图；

图4是本发明的活节臂与底臂连接的立体示意图；

图5是本发明的活节臂结构示意图；

图6是本发明的机芯立体示意图；

图7是本发明的机芯前视结构示意图；

图8是本发明的机芯剖面结构示意图；

图9是本发明的衔接板内部结构示意图；

图10是本发明的锁紧机构立体示意图；

图11是本发明的锁紧机构前视示意图。

图中：1、底仓；

2、衔接板；201、垫板；202、基板；203、负压仓；204、牵引索；205、丝杆；206、收卷轮；207、蜗轮；208、蜗杆；209、轴承；

3、机械臂；301、底臂；302、活节臂；303、套环；304、机芯；305、调向芯；306、封闭套；307、象位板a；308、象位板b；

3021、内活节臂；3022、外活节臂；3023、定位销；3024、防护环；

3041、芯环；3042、限位板；3043、支撑轴a；3044、定位盘a；3045、支撑轴b；3046、定位盘b；3047、球芯；3048、分离缸；

4、焊接座；401、安装环；402、清烟口。

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－图11，本发明提供技术方案：

一种可调焊接角度的焊接机械手，焊接机械手包括底仓1，底仓1内部设置有抽气系统（图中未画出），底仓1下方安装有衔接板2，底仓1上安装有机械臂3，机械臂3的前端安装有焊接座4，焊接枪或激光焊头安装在焊接座4上。

机械臂3由底臂301、若干活节臂302以及若干机芯304组成，底臂301一端安装在底仓1上，底臂301与活节臂302之间以及每两个活节臂302之间均通过机芯304连接，底臂301与活节臂302的连接处以及每两个活节臂302的连接处均安装有套环303，底臂301、活节臂302均为中空的圆管。

活节臂302包括内活节臂3021和外活节臂3022，底臂301另一端以及内活节臂3021一端对称安装有象位板a307，内活节臂3021另一端安装有外螺纹管，外活节臂3022一端对称安装有象位板b308，外活节臂3022另一端安装有内螺纹管，内螺纹管旋紧在外螺纹管上，内螺纹管上安装有定位销3023，定位销3023的一端贯穿外螺纹管，内活节臂3021和外活节臂3022之间套接有防护环3024；

底臂301上的象位板a307与一个活节臂302上的象位板b308相互配合与机芯304连接；

一个活节臂302上的象位板a307与另一个活节臂302上的象位板b308相互配合与机芯304连接。

活节臂302由内活节臂3021和外活节臂3022通过螺纹管连接组成，将其中一个活节臂302拆开，并插入新的内活节臂3021、外活节臂3022以及机芯304，即实现对机械臂3长度的延长，或将其中两个活节臂302拆开，拿掉拆卸下的内活节臂3021以及外活节臂3022，重新对接两个活节臂302，实现对机械臂3长度的缩短，通过将活节臂302设置成对接式，实现对机械臂3长度的灵活性调整，以满足不同生产需求中对机械臂3长度的要求；且机械臂3由中空的圆管以及机芯304组成，进一步缩小了机械臂3的体积以及占用空间。

象位板a307和象位板b308分布在一个圆的四个象限点上，机芯304位于该圆的位置，机芯304的球心与该圆的圆心同轴心，机芯304通过两个象位板a307以及两个象位板b308对活节臂302的位置进行调整。

机芯304包括芯环3041、球芯3047，芯环3041上对称安装有两个支撑轴a3043以及两个支撑轴b3045，支撑轴a3043与支撑轴b3045之间的夹角为90°，支撑轴a3043以及支撑轴b3045位于芯环3041内侧的一端通过分离缸3048分别安装有定位盘a3044以及定位盘b3046，球芯3047位于定位盘a3044以及定位盘b3046中心位置；

支撑轴a3043与象位板a307连接，支撑轴b3045与象位板b308连接；

定位盘a3044与定位盘b3046均由若干扇形的磁体组成，每相邻两个扇形磁体之间的磁极不相同，球芯3047由球形框架以及若干陶瓷板组成，若干陶瓷板嵌在球形框架内，线圈安装在陶瓷板的外表面，球芯3047内部设置安装有控制电路以及电子陀螺仪，线圈与控制电路连接，电子陀螺仪用于监控每个球芯3047的方位变化并反馈给控制电路。

支撑轴b3045与支撑轴a3043呈十字形分布，并分别与象位板b308以及象位板a307固定，支撑轴b3045以及支撑轴a3043均与芯环3041转动连接，分离缸3048为电动伸缩缸，分离缸3048使定位盘a3044以及定位盘b3046抵在球芯3047表面或离开球芯3047表面。

参阅图4，当两个定位盘a3044抵在球芯3047表面、定位盘b3046与球芯3047表面分离时，球芯3047通过线圈产生的磁场对定位盘b3046进行吸引，使定位盘通过支撑轴b3045带动象位板b308转动；当两个定位盘b3046抵在球芯3047表面、定位盘a3044与球芯3047表面分离时，球芯3047通过线圈产生的磁场与定位盘a3044上的磁场相互配合，使球芯3047通过定位盘b3046带动象位板b308绕着支撑轴a3043转动；通过球芯3047与定位盘a3044以及定位盘b3046的相互配合，实现相邻两个活节臂302之间角度的调整。

芯环3041上对称开设有偏转槽，支撑轴a3043位于偏转槽内，支撑轴a3043上安装有限位板3042，芯环3041上位于偏转槽的外侧开设有齿槽，支撑轴a3043在位于芯环3041外侧的位置安装有限位环，限位环内侧表面设置有轮齿，限位环与芯环3041啮合，限位环与支撑轴a3043滑动连接。

支撑轴a3043为中空结构，支撑轴a3043内部安装有磁铁（图中未画出），磁铁两侧安装有弹簧，弹簧连接电路，限位环内侧安装有磁铁（图中未画出），其中一个弹簧通电收缩，使支撑轴a3043内部的磁铁运动，进而使限位环在磁铁的带动下远离芯环3041，使支撑轴a3043通过限位板3042可以在偏转槽内运动。

参阅图4，当定位盘a3044抵在球芯3047上、定位盘b3046与球芯3047分离时，球芯3047上的磁场与定位盘b3046上的磁场相互配合，使定位盘b3046带动象位板b308绕着球芯3047的球心运动，或者定位盘b3046抵在球芯3047上、定位盘a3044与球芯3047分离时，球芯3047上的磁场与定位盘a3044上的磁场相互配合，使球芯3047通过定位盘b3046带动象位板b308绕着球芯3047的球心运动，进而实现相邻两个活节臂302之间的相对旋转。通过机芯304的设置，实现相邻两个活节臂302之间以及底臂301与活节臂302之间在多个方向上的运动，相对于现有的每个关节只能单向或双向转动的机械臂来讲，本申请中的机械臂3更加灵活，质量更轻。

连接焊接座4的活节臂302一端安装有调向芯305，除去调向芯305所包含的支撑轴b的数量和结构不同外，调向芯305所包含的其他结构均与机芯304所包含的结构相同，调向芯305所包含的结构之间的连接关系和位置关系均与机芯304中结构之间的连接关系和位置关系相同；

调向芯305仅包含一个支撑轴b，位于调向芯305上的支撑轴b上套设有扩孔环，位于调向芯305上的支撑轴b为中空结构且连通焊接座4内部，位于调向芯305上的支撑轴b上开设有气孔；

连接焊接座4的活节臂302上设置有封闭套306，封闭套306的一端与扩孔环连接。

焊接座4为中空结构，焊接座4上开设有清烟口402。

焊接座4呈U型，焊接座4的内侧安装有安装环401，安装环401用于安装焊枪或激光焊头，焊接座4内侧下端开设有斜面，清烟口402开设在斜面上，若干清烟口402中心线的汇聚点与工件的焊接点重合。

清烟口402的中心线指向焊接点，清烟口402定向抽取焊接点处的烟气，提高烟气清理效果。

衔接板2下方安装有垫板201，垫板201为橡胶材质的垫子，垫板201的中部安装有负压仓203，负压仓203为橡胶制作的吸盘，衔接板2内部安装有基板202，基板202与负压仓203的上端连接，衔接板2内部安装有锁紧机构，锁紧机构通过牵引索204与基板202连接，锁紧机构使衔接板2固定在机床上。

锁紧机构包括蜗杆208、蜗轮207，蜗杆208的一端位于衔接板2的板体内，蜗杆208通过轴承209安装在衔接板2中，蜗杆208以及蜗轮207均水平安装在衔接板2中，蜗轮207通过辅助部件安装在衔接板2中，蜗杆208与蜗轮207啮合传动，蜗轮207中心通过螺纹连接有丝杆205，丝杆205用于连接衔接板2和机床，丝杆205的一端贯穿衔接板2以及垫板201，丝杆205上安装有收卷轮206，收卷轮206通过辅助部件安装在衔接板2内，收卷轮206与丝杆205螺纹连接。

锁紧机构在动作时，收卷牵引索204，使基板202被拉升，进而使负压仓203被拉伸，使负压仓203产生负压，进而提高衔接板2与机床之间的连接稳定性。

当机床发生震动时，通过水平设置的蜗轮207、蜗杆208，可以避免蜗杆208反转，可以防止焊接机械手与机床之间出现松动，提高焊接机械手与机床之间连接的稳定性。

人工拧动蜗杆208时，蜗轮207在蜗杆208的带动下转动并通过螺纹使丝杆205往下运动或往上运动，丝杆205往下运动时，丝杆205的一端拧进机床内，实现焊接机械手与机床的连接，且丝杆205往下运动的过程中，收卷轮206被丝杆205带动，收卷轮206水平转动并收卷牵引索204，使基板202在衔接板2内上升；当丝杆205往上运动时，收卷轮206反转，释放牵引索204，解除负压吸附，并使焊接机械手与机床分离。

本发明的工作原理：

将焊接机械手放置在机床上，人工通过螺丝刀拧动蜗杆208，蜗轮207转动并通过螺纹使丝杆205往下运动，丝杆205往下运动时，丝杆205的一端拧进机床内，实现焊接机械手与机床的连接，且丝杆205往下运动的过程中，收卷轮206被丝杆205带动，收卷轮206水平转动并收卷牵引索204，使基板202在衔接板2内上升，进而使负压仓203被拉伸，使负压仓203产生负压，进而提高衔接板2与机床之间的连接稳定性。

将焊枪或者激光焊头安装在安装环401中，之后，抽气系统工作，通过焊接座4上的清烟口402抽取空气。

工件放置在夹具上，焊接机械臂带动焊枪或激光焊头对工件上焊缝进行焊接，在焊接过程中，通过机芯304调整相邻两个活节臂302之间的相对位置，并通过调向芯305调整焊接座4的位置，通过电子陀螺仪对机芯304位置的监控，实现实时调整焊接机械手的姿态。

当两个定位盘a3044抵在球芯3047表面、定位盘b3046与球芯3047表面分离时，球芯3047通过线圈产生的磁场对定位盘b3046进行吸引，使定位盘通过支撑轴b3045带动象位板b308转动；当两个定位盘b3046抵在球芯3047表面、定位盘a3044与球芯3047表面分离时，球芯3047通过线圈产生的磁场与定位盘a3044上的磁场相互配合，使球芯3047通过定位盘b3046带动象位板b308绕着支撑轴a3043转动；通过球芯3047与定位盘a3044以及定位盘b3046的相互配合，实现相邻两个活节臂302之间角度的调整。

支撑轴a3043内部安装有磁铁，磁铁两侧安装有弹簧，弹簧连接电路，限位环内侧安装有磁铁，当需要两个活节臂302之间进行相对旋转时，其中一个弹簧通电收缩，使支撑轴a3043内部的磁铁运动，进而使限位环在磁铁的带动下远离芯环3041，使轮齿从齿槽内脱离，使支撑轴a3043通过限位板3042可以在偏转槽内运动；

当定位盘a3044抵在球芯3047上、定位盘b3046与球芯3047分离时，球芯3047上的磁场与定位盘b3046上的磁场相互配合，使定位盘b3046带动象位板b308绕着球芯3047的球心运动，或者定位盘b3046抵在球芯3047上、定位盘a3044与球芯3047分离时，球芯3047上的磁场与定位盘a3044上的磁场相互配合，使球芯3047通过定位盘b3046带动象位板b308绕着球芯3047的球心运动，进而实现相邻两个活节臂302之间的相对旋转。通过机芯304的设置，实现相邻两个活节臂302之间以及底臂301与活节臂302之间在多个方向上的运动，进而实现在焊接时，焊枪或激光焊头多个角度的调整。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可调焊接角度的焊接机械手，其特征在于：所述焊接机械手包括底仓（1），所述底仓（1）下方安装有衔接板（2），底仓（1）上安装有机械臂（3），所述机械臂（3）的前端安装有焊接座（4），焊枪或激光焊头安装在焊接座（4）上；

所述机械臂（3）由底臂（301）、若干活节臂（302）以及若干机芯（304）组成，所述底臂（301）一端安装在底仓（1）上，底臂（301）与活节臂（302）之间以及每两个活节臂（302）之间均通过机芯（304）连接，所述底臂（301）与活节臂（302）的连接处以及每两个活节臂（302）的连接处均安装有套环（303），底臂（301）、活节臂（302）均为中空的圆管。

2.根据权利要求1所述的一种可调焊接角度的焊接机械手，其特征在于：所述活节臂（302）包括内活节臂（3021）和外活节臂（3022），所述底臂（301）另一端以及内活节臂（3021）一端对称安装有象位板a（307），所述内活节臂（3021）另一端安装有外螺纹管，所述外活节臂（3022）一端对称安装有象位板b（308），外活节臂（3022）另一端安装有内螺纹管，所述内螺纹管旋紧在外螺纹管上，所述内螺纹管上安装有定位销（3023），所述定位销（3023）的一端贯穿外螺纹管，所述内活节臂（3021）和外活节臂（3022）之间套接有防护环（3024）；

底臂（301）上的所述象位板a（307）与一个活节臂（302）上的所述象位板b（308）相互配合与机芯（304）连接；

一个活节臂（302）上的所述象位板a（307）与另一个活节臂（302）上的所述象位板b（308）相互配合与机芯（304）连接。

3.根据权利要求2所述的一种可调焊接角度的焊接机械手，其特征在于：所述机芯（304）包括芯环（3041）、球芯（3047），所述芯环（3041）上对称安装有两个支撑轴a（3043）以及两个支撑轴b（3045），所述支撑轴a（3043）与支撑轴b（3045）之间的夹角为90°，所述支撑轴a（3043）以及支撑轴b（3045）位于芯环（3041）内侧的一端通过分离缸（3048）分别安装有定位盘a（3044）以及定位盘b（3046），所述球芯（3047）位于定位盘a（3044）以及定位盘b（3046）中心位置；

所述支撑轴a（3043）与象位板a（307）连接，所述支撑轴b（3045）与象位板b（308）连接；

所述定位盘a（3044）与定位盘b（3046）均由若干扇形的磁体组成，每相邻两个扇形磁体之间的磁极不相同，所述球芯（3047）上设置有若干个线圈，球芯（3047）内部设置安装有控制电路以及电子陀螺仪，所述线圈与控制电路连接。

4.根据权利要求3所述的一种可调焊接角度的焊接机械手，其特征在于：所述芯环（3041）上对称开设有偏转槽，所述支撑轴a（3043）位于偏转槽内，支撑轴a（3043）上安装有限位板（3042），所述芯环（3041）上位于偏转槽的外侧开设有齿槽，所述支撑轴a（3043）在位于芯环（3041）外侧的位置安装有限位环，所述限位环内侧表面设置有轮齿，限位环与芯环（3041）啮合，限位环与支撑轴a（3043）滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种可调焊接角度的焊接机械手，其特征在于：所述球芯（3047）由球形框架以及若干陶瓷板组成，若干陶瓷板嵌在球形框架内，所述线圈安装在陶瓷板的外表面。

6.根据权利要求5所述的一种可调焊接角度的焊接机械手，其特征在于：连接焊接座（4）的所述活节臂（302）一端安装有调向芯（305），除去调向芯（305）所包含的支撑轴b的数量和结构不同外，所述调向芯（305）所包含的其他结构均与机芯（304）所包含的结构相同，调向芯（305）所包含的结构之间的连接关系和位置关系均与机芯（304）中结构之间的连接关系和位置关系相同；

所述调向芯（305）仅包含一个支撑轴b，位于调向芯（305）上的支撑轴b上套设有扩孔环，位于调向芯（305）上的支撑轴b为中空结构且连通焊接座（4）内部，位于调向芯（305）上的支撑轴b上开设有气孔；

连接焊接座（4）的所述活节臂（302）上设置有封闭套（306），所述封闭套（306）的一端与扩孔环连接；

所述焊接座（4）为中空结构，焊接座（4）上开设有清烟口（402）；

所述底仓（1）内部设置有抽气系统。

7.根据权利要求6所述的一种可调焊接角度的焊接机械手，其特征在于：所述焊接座（4）呈U型，焊接座（4）的内侧安装有安装环（401），焊接座（4）内侧下端开设有斜面，所述清烟口（402）开设在斜面上，若干所述清烟口（402）中心线的汇聚点与工件的焊接点重合。

8.根据权利要求1所述的一种可调焊接角度的焊接机械手，其特征在于：所述衔接板（2）下方安装有垫板（201），所述垫板（201）的中部安装有负压仓（203），所述衔接板（2）内部安装有基板（202），所述基板（202）与负压仓（203）的上端连接，所述衔接板（2）内部安装有锁紧机构，所述锁紧机构通过牵引索（204）与基板（202）连接，锁紧机构使衔接板（2）固定在机床上。

9.根据权利要求8所述的一种可调焊接角度的焊接机械手，其特征在于：所述锁紧机构包括蜗杆（208）、蜗轮（207），所述蜗杆（208）的一端位于衔接板（2）的板体内，蜗杆（208）通过轴承（209）安装在衔接板（2）中，所述蜗杆（208）以及蜗轮（207）均水平安装在衔接板（2）中，所述蜗轮（207）通过辅助部件安装在衔接板（2）中，蜗杆（208）与蜗轮（207）啮合传动，所述蜗轮（207）中心通过螺纹连接有丝杆（205），所述丝杆（205）的一端贯穿衔接板（2）以及垫板（201），丝杆（205）上安装有收卷轮（206），所述收卷轮（206）通过辅助部件安装在衔接板（2）内，收卷轮（206）与丝杆（205）螺纹连接。

Images