CN203919089U - 一种五轴焊接机器人的机械臂结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种五轴焊接机器人的机械臂结构，包括第一至第五关节臂，第一关节臂包括第一结合座、第一轴及第一结合部，第二关节臂包括横臂、第二轴及第二结合部，第三关节臂包括倾斜臂、第三轴及第三结合部，第四关节臂包括垂直臂及第四轴，第五关节臂包括第五结合部、第五轴及安装部，第一结合座设于机座并与第一轴形成连接部，第二结合部与第一结合部相连并形成第二关节臂的支点，第二轴为第三关节臂的支点，第四轴吊装在垂直臂下端并连接第五结合部，第五轴设于第五结合部且在第五轴侧面还设有安装部，藉由前述构造解决了柔性、占用空间小以及机器人无死角焊接的技术问题，达成了便于制成、提升产品优良率及降低成本的良好效果。

Description

一种五轴焊接机器人的机械臂结构

技术领域

本实用新型涉及焊接领域，尤其是指用于焊接的一种五轴焊接机器人的机械臂结构。

背景技术

自动化焊接机器人在现有技术中已经广泛采用，大大提高了焊接效率和准确率的同时，也保证了操作的安全。但是现有技术中的焊接机器人大多结构单一，焊接过程中存在死角。目前，业界亟待解决的是需要一种具有柔性且占用空间小、方便制成、易于操作以及通过机械臂旋转使焊接无死角的焊接机器人。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的主要目的在于提供一种五轴焊接机器人的机械臂结构。

为达成上述目的，本实用新型应用的技术方案是：一种五轴焊接机器人的机械臂结构，包括机座及机械臂，机械臂包括第一、第二、第三、第四及第五关节臂，其中：第一关节臂包括第一结合座、第一轴及第一结合部，第二关节臂包括横臂、第二轴及第二结合部，第三关节臂包括倾斜臂、第三轴及第三结合部，第四关节臂包括垂直臂及第四轴，第五关节臂包括第五结合部、第五轴及安装部，其中第一结合座设于机座并与第一轴下部形成旋转连接部，第二结合部与第一结合部相连并形成为第二关节臂的支点，第二轴垂立设置并为第三关节臂的支点，第三轴包括齿轮及定位座，定位座具有轴孔，该齿轮具有齿牙并设于定位座抵近轴孔的旁边，且该齿牙凸出在轴孔一侧，垂直臂具有与齿牙相配合的锯齿并贯穿轴孔，第四轴吊装在垂直臂下端并连接第五结合部，第五轴设于第五结合部一侧且在第五轴侧面还设有安装部。

在本实施例中优选，该横臂相对于第一关节臂成直角。

在本实施例中优选，该倾斜臂的倾斜角度为第二关节臂与第三关节臂伸展到最远距离时的横臂的上边线相对于倾斜臂的上边线呈钝角。

在本实施例中优选，该钝角为140°至170°。

本实用新型与现有技术相比，其有益的效果是：该五轴焊接机器人的机械臂结构，通过第一、第二、第三、第四及第五关节臂的合理配置，使得该五轴焊接机器人的TCP点（焊枪焊接头位置）可以走点自如，其不但拓宽了走点范围，而且还能上下、左右以及俯仰地变换方位，更能直线、弧线以及曲线走点，且走点的运动轨迹匀速。同时该五轴焊接机器人的机械臂结构为柔性设计架构，有效节省了其自身占用的空间，从而扩充了焊接空间；在五轴联动时，能使TCP点在三维空间坐标内任意方向移动，并且同时调整焊枪姿态。从而达成了灵活、机动且方便制成易于操作的良好效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明。下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型的技术方案，而不应当理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1并结合参阅图2所示，本实用新型提供一种五轴焊接机器人的机械臂结构，其包括机座10及机械臂20，所述机座10为圆柱体，垂立于地面安装并包括顶面（未标注），所述机械臂20包括第一、第二、第三、第四及第五关节臂21、22、23、24、25，其中：

该第一关节臂21为直立旋转臂，包括第一结合座211、第一轴212及第一结合部213，其中：该第一结合座211设于该机座10顶面并与该第一轴212下部（亦称“根部”）形成可旋转的连接部，该第一结合部213位于第一轴212上部（亦称“自由部”），藉此使得该第一关节臂21以该第一轴212为中心点，经马达（未标示）驱动作正、负180°旋转，该马达设于第一关节臂21上，其马达驱轴（未图示）与该第一轴212相连；

该第二关节臂22为横向移位臂，其以该第一关节臂21为支点，并藉由该第一关节臂21为动力作正、负180°的扇形移位，该第二关节臂22包括横臂221及其该横臂两端分别设有第二轴222和第二结合部223，其中：所述第二结合部223与该第一结合部213相连并形成为该第二关节臂22的支点，藉此使得该横臂221相对于第一关节臂21成直角；该第二轴222为垂立设置，并是第三关节臂23的支点，其在承载该第三关节臂23状态下，经马达（未标示）驱动，能使该第三关节臂23作正、负180°的扇形移位，该马达关联该第二关节臂21设置，其马达驱轴（未图示）与该第二轴212相连；

该第三关节臂23为向上倾斜的横向移位臂，其以该第二轴222为支点可作正、负180°的扇形移位，在本实施例中，该第三关节臂23相对于该第二关节臂22均为扇形移位，其二者的扇形移位实际上是为了应对目标位置的距离作伸展或收缩的对准定位。然而，该第三关节臂23包括倾斜臂231及其该倾斜臂231两端分别设有的第三轴232与第三结合部233，其中：该第三关节臂23以该第二轴222为支点，实际上是以第三结合部233与该第二轴222结合形成的支点；倾斜臂231的倾斜角度为该第二关节臂22和该第三关节臂23伸展为最远距离时，其倾斜臂231的上边线相对于横臂221的上边线呈钝角（在本实施例中优选，该倾斜角度应当在140°至170°之间）；该第三轴232是由上下拨动的齿轮（未图示）及定位座232构成，该定位座232具有垂直于水平线的轴孔（未标注），该齿轮位于该定位座232与靠近倾斜臂231处并固定在轴孔旁边，其齿轮的齿牙凸出在该轴孔一侧；在本实施例中，该第三关节臂23在该定位座232上还设有马达（未标示），经该马达驱动所述齿轮，能使该第四关节臂24在该轴孔中作上、下移位，其中该马达驱轴（未图示）与该齿轮相连；

该第四关节臂24为吊装旋转臂，其以该第三轴232为支点，并包括垂直臂241及第四轴242，该垂直臂241具有与所述轮齿相配合的锯齿243，其中：所述垂直臂241贯穿所述轴孔并经该齿轮拨动可作上下移位；该第四轴242吊装在该垂直臂241下端，可驱动第五关节臂25作正、负180°的扇形移位；在本实施例中，该第四关节臂24还设有马达（未标示），经该马达驱动，能使该第五关节臂25作正、负180°的扇形移位，该马达关联该第四关节臂24设置，其马达驱轴（未图示）与该第四轴212相连，以及

该第五关节臂25为俯仰移位臂，以所述第四轴242为支点，横向地吊装在其下端，并包括与第四轴242相关联的第五结合部251以及连接该第五结合部一侧的第五轴252，在该第五轴252的侧面还设有安装部253，该安装部253为稳固焊枪30在其中且易于拆卸的机构；在本实施例中，该第五关节臂25也设有马达（未图示），并经该马达驱动能使该第五轴252携持的焊枪30作俯仰移位，该马达设在该第五关节臂25，其马达驱轴（未图示）与该第五轴212相连。

综上，通过第一、第二、第三、第四及第五关节臂21、22、23、24、25的合理配置，使得该五轴焊接机器人的TCP点（焊枪焊接头位置）可以走点自如，其不但拓宽了走点范围，而且还能上下、左右以及俯仰地变换方位，更能直线、弧线以及曲线走点，且走点的运动轨迹匀速。

Claims (4)

1.一种五轴焊接机器人的机械臂结构，包括机座及机械臂，机械臂包括第一、第二、第三、第四及第五关节臂，其中：第一关节臂包括第一结合座、第一轴及第一结合部，第二关节臂包括横臂、第二轴及第二结合部，第三关节臂包括倾斜臂、第三轴及第三结合部，第四关节臂包括垂直臂及第四轴，第五关节臂包括第五结合部、第五轴及安装部，其特征在于：第一结合座设于机座并与第一轴下部形成旋转连接部，第二结合部与第一结合部相连并形成为第二关节臂的支点，第二轴垂立设置并为第三关节臂的支点，第三轴包括齿轮及定位座，定位座具有轴孔，该齿轮具有齿牙并设于定位座抵近轴孔的旁边，且该齿牙凸出在轴孔一侧，垂直臂具有与齿牙相配合的锯齿并贯穿轴孔，第四轴吊装在垂直臂下端并连接第五结合部，第五轴设于第五结合部一侧且在第五轴侧面还设有安装部。

2.如权利要求1所述的机械臂结构，其特征在于：该横臂相对于第一关节臂成直角。

3.如权利要求2所述的机械臂结构，其特征在于：该倾斜臂的倾斜角度为第二关节臂与第三关节臂伸展到最远距离时的横臂的上边线相对于倾斜臂的上边线呈钝角。

4.如权利要求3所述的机械臂结构，其特征在于：该钝角为140°至170°。