CN204657779U - 一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人 - Google Patents

Abstract

一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人，包括一个带并联闭环子链的变胞执行机构子链和一个串联的执行机构主链。所述机构主链可控制末端执行器所在平面的平面运动，立柱和机架的运动可实现动平台的空间运动。所述机构子链通过一个闭环子链与串联的执行机构主链实现变胞运动。本实用新型通过变胞合成运动实现控制，实现末端执行器的空间运动，末端执行器运动惯量小，动力学性能好，可靠性高，机构具有结构紧凑，控制简单的优点，工作空间大，工作时重心后移，可保持机构平衡，能作用于多种汽车焊接的场合。

Description

一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人

技术领域

本实用新型涉及汽车焊接机器人领域，特别是一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人。

背景技术

焊接机器人是在工业机器人的基础上发展起来的，是从事焊接的工业机器人，主要用于工业自动化领域，在汽车生产的冲压、焊接、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊为主。随着社会的发展和进步、人民生活水平的提高，对于汽车的要求也越来越高。汽车焊接的水平直接影响人们舒适性。传统的汽车焊接装置大多为串联的焊接机器人，这种串联焊接机器人工作空间小，机构动力性差，可靠性差，给汽车焊接带来不便，不能满足现代社会的要求，因此急需一种全新的汽车焊接装置。

本实用新型所提供的一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人，重量轻，结构紧凑，刚度好，承载力大，工作空间大，变焊接机器人不仅能满足汽车焊接作业，同时也节省了大量的劳动力，节约开支。这种变胞机构的汽车焊接具有良好的控制控制功能，可以由单人进行操作，可靠性高，机构具有结构紧凑，控制简单的优点，工作空间大，使机构重心后移，可以运用于更多场合。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人，通过变胞合成运动实现控制，实现末端执行器的空间运动，末端执行器运动惯量小，动力学性能好，可靠性高，机构具有结构紧凑，控制简单的优点，工作空间大，工作重心后移，可保持机构平衡，能作用于多种汽车焊接的场合，解决传统串联机器人关于所需力矩大，刚度低，工作空间小和适用场合比较单一的缺点。

本实用新型通过以下技术方案达到上述目的：一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人，其结构和连接方式为：一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人由带并联闭环子链的执行机构子链和串联执行机构子链组成，

所述带并联闭环子链的执行机构子链由机身、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一液压杆、第二液压杆、第一支架、第二支架及机架连接而成，机身第一个连接端通过第一转动副连接在机架上，机身通过第一转动副驱动，机身第二个连接端通过第一固定副与第一支架一端连接，第一支架另一端通过第一转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第二转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过第三转动副与第三连杆第一个连接端连接，第三连杆第二个连接端与第二液压杆一端通过第四转动副连接，第三连杆第三个连接端与串联的执行机构主链第四连杆第二个连接端通过第七转动副连接，第二液压杆另一端通过第一移动副与第一液压杆一端连接，第一液压杆另一端通过第五转动副与第二支架一端连接，第二支架另一端通过第二固定副与机身第三个连接端连接。

所述串联执行机构子链由机身、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、末端执行器和机架，机身第一个连接端通过第一转动副连接在机架上，机身通过第一转动副驱动，机身第四个连接端通过第三个固定副与第三支架一端连接，第三支架另一端与第四连杆第一个连接端通过第六转动副连接，第四连杆第二个连接端与第三连杆第三个连接端通过第七转动副连接，第四连杆第三个连接端与第五连杆一端通过第八转动副连接，第五连杆另一端与第六连杆一端通过第九转动副连接，第六连杆另一端与第七连杆一端通过第十转动副连接，第七连杆另一端与第八连杆一端通过第十一转动副连接，第八连杆另一端与末端执行器通过第十二转动副连接。

对照图1、图6、图7、图8和图9，所述第四转动副与第八转动副，第三转动副与第九转动副在机构运动中结合进行变胞运动。

所述第一转动副垂直于机架、第二转动副、第三转动副、第四转动副、第五转动副、第六转动副、第七转动副、第八转动副和第九转动副旋转轴线相互平行。

本实用新型的突出优点在于：

1、通过多个机器人臂和多个连杆进行控制，实现末端执行器的空间运动，控制简单，动力学性能好，机构整体可靠性高；

2、活动臂可以360度旋转，增大焊接机器人工作范围，同时末端执行器运动惯量小，且机构具有结构紧凑、工作空间大的优点；

3、并联闭环子链增大了焊接机器人的刚度，杆件做成轻杆，机构运动惯量小，动力学性能好；

4、电机安装在第五连杆的后面，降低了整个机构的重心，而且可以安装功率较大的电机在机构上，使末端执行器可以适应在焊接、喷涂、搬运、装卸、装配、码垛等复杂作业中；

5、机器人机构在末端执行器由机构式控制，能使精度更高；

6、在两个并联闭环子链上，杆件做成轻杆，机构运动惯量小，动力学性能好；

7、机构上的微调装置与传统的带有局部闭链的操作机相比，重心集中在微调装置上，机构平衡性好，能使机器人机构承受更大的力和力矩；

8、六个自由度运动使机构能应用于更多场合，并且此机构具有三种拓扑形态，使机构可完成更多的动作和适应更多复杂环境。

附图说明

图1为本实用新型所述一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人的第一结构示意图。

图2为本实用新型所述一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人的机身结构示意图。

图3为本实用新型所述一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人的第七连杆示意图。

图4为本实用新型所述一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人的第九连杆示意图。

图5为本实用新型所述一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人的第一变胞结构示意图。

图6为本实用新型所述一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人的第二变胞结构示意图。

图7为本实用新型所述一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人的第一变胞形态拓扑图。

图8为本实用新型所述一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人的第二变胞形态拓扑图。

图9为本实用新型所述一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人的第三变胞形态拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

对照图1、图2、图3、图4、图5和图6，一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人，其结构和连接方式为：一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人由带并联闭环子链的执行机构子链和串联执行机构子链组成，

所述带并联闭环子链的执行机构子链包括机身2、第一连杆7、第二连杆9、第三连杆12、第一液压杆13、第二液压杆15、第一支架4、第二支架5及机架1，机身2第一个连接端通过第一转动副34连接在机架1上，机身2通过第一转动副34驱动，机身2第二个连接端通过第一固定副33与第一支架4一端连接，第一支架4另一端通过第一转动副6与第一连杆7一端连接，第一连杆7另一端通过第二转动副8与第二连杆9一端连接，第二连杆9另一端通过第三转动副10与第三连杆12第一个连接端连接，第三连杆12第二个连接端与第二液压杆15一端通过第四转动副11连接，第三连杆12第三个连接端与串联的执行机构主链第四连杆18第二个连接端通过第七转动副19连接，第二液压杆15另一端通过第一移动副14与第一液压杆13一端连接，第一液压杆13另一端通过第五转动副16与第二支架5一端连接，第二支架5另一端通过第二固定副32与机身2第三个连接端连接。

所述串联执行机构子链包括机身2、第四连杆18、第五连杆22、第六连杆24、第七连杆26、第八连杆28、末端执行器30和机架1，机身2第一个连接端通过第一转动副43连接在机架1上，机身2通过第一转动副34驱动，机身2第四个连接端通过第三个固定副31与第三支架3一端连接，第三支架3另一端与第四连杆18第一个连接端通过第六转动副17连接，第四连杆18第二个连接端与第三连杆12第三个连接端通过第七转动副19连接，第四连杆18第三个连接端与第五连杆22一端通过第八转动副20连接，第五连杆22另一端与第六连杆24一端通过第九转动副23连接，第六连杆24另一端与第七连杆26一端通过第十转动副25连接，第七连杆26另一端与第八连杆28一端通过第十一转动副27连接，第八连杆28另一端与末端执行器30通过第十二转动副29连接。

对照图1、图6、图7、图8和图9，所述第四转动副与第八转动副，第三转动副与第九转动副在机构运动中结合进行变胞运动，

所述第一转动副垂直于机架、第二转动副、第三转动副、第四转动副、第五转动副、第六转动副、第七转动副、第八转动副和第九转动副旋转轴线相互平行。

对照图1、图2、图3、图4、图5和图6，机身和串联主链、变胞支链在所在平面内的运动可实现末端执行器的空间运动。 

Claims (1)

1.一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人，其特征在于：

一种六自由度八连杆机构式变胞汽车焊接机器人由带并联闭环子链的执行机构子链和串联执行机构子链组成，

所述带并联闭环子链的执行机构子链包括机身、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一液压杆、第二液压杆、第一支架、第二支架及机架，机身第一个连接端通过第一转动副连接在机架上，机身通过第一转动副驱动，机身第二个连接端通过第一固定副与第一支架一端连接，第一支架另一端通过第一转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第二转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过第三转动副与第三连杆第一个连接端连接，第三连杆第二个连接端与第二液压杆一端通过第四转动副连接，第三连杆第三个连接端与串联的执行机构主链第四连杆第二个连接端通过第七转动副连接，第二液压杆另一端通过第一移动副与第一液压杆一端连接，第一液压杆另一端通过第五转动副与第二支架一端连接，第二支架另一端通过第二固定副与机身第三个连接端连接，

所述串联执行机构子链包括机身、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、末端执行器和机架，机身第一个连接端通过第一转动副连接在机架上，机身通过第一转动副驱动，机身第四个连接端通过第三个固定副与第三支架一端连接，第三支架另一端与第四连杆第一个连接端通过第六转动副连接，第四连杆第二个连接端与第三连杆第三个连接端通过第七转动副连接，第四连杆第三个连接端与第五连杆一端通过第八转动副连接，第五连杆另一端与第六连杆一端通过第九转动副连接，第六连杆另一端与第七连杆一端通过第十转动副连接，第七连杆另一端与第八连杆一端通过第十一转动副连接，第八连杆另一端与末端执行器通过第十二转动副连接。