CN212122162U - 一种多自由度焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多自由度焊接机器人，包括基座、基座组件、本体、主动电动伸缩杆、被动伸缩杆、焊枪和末端组件；所述本体通过基座组件可转动设置在基座上；所述主动电动伸缩杆的一端与本体连接，另一端通过末端组件与焊枪连接，主动电动伸缩杆可沿垂直方向升降；所述焊枪通过末端组件可实现转动；所述被动伸缩杆一端与本体铰接，另一端与主动电动伸缩杆铰接；所述被动伸缩杆、主动电动伸缩杆和本体形成直角三角形结构。本实用新型多自由度焊接机器人,该焊接机器人灵活性强，可实现多自由度焊接工作，并保证焊接的稳定性，从而增加了焊接作业的使用范围。

Description

一种多自由度焊接机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种多自由度焊接机器人。

背景技术

焊接是被焊工件的材质，通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质形成永久性连接的工艺过程。焊接工艺被广泛应用于焊接各类机器设备的大中型零部件。在现有的生产车间中，传统的焊接各类机器设备的大中型零部件的方式是，完全依靠操作人员手持焊枪在工作台上通过翻转零部件焊接部位来进行焊接，不但工作安全性差，工作强度高，容易造成操作人员疲劳，还容易造成产品品质的不良，以及降低生产效率。

现有的直缝焊接方式多为人工焊接或者自动焊接方式多为龙门式结构或悬臂式机构。人工焊接劳动强度高，对人体危害较大；现有龙门式或者悬臂式自动焊接可满足基本的直缝自动焊接，但是由于现有自动焊接过程中受工作平台的大小、龙门及悬臂的刚性调节等因素限制，不仅使其在灵活性和自由度焊接效果不理想，而且在水平方向和垂直方向调节较繁琐，无法提高直线焊接的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种多自由度焊接机器人,该焊接机器人灵活性强，可实现多自由度焊接工作，并保证焊接的稳定性，从而增加了焊接作业的使用范围。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种多自由度焊接机器人，其特征在于：包括基座、基座组件、本体、主动电动伸缩杆、被动伸缩杆、焊枪和末端组件；所述本体通过基座组件可转动设置在基座上；所述主动电动伸缩杆的一端与本体连接，另一端通过末端组件与焊枪连接，主动电动伸缩杆可沿垂直方向升降；所述被动伸缩杆一端与本体铰接，另一端与主动电动伸缩杆铰接；所述被动伸缩杆、主动电动伸缩杆和本体形成直角三角形结构。

在上述方案中，本实用新型的焊枪可以通过基座组件实现转动，通过主动电动伸缩杆实现焊接臂长和焊接高度的调节，通过末端组件实现不同方向的转动，从而实现多自由度运动和多自由度焊接工作。同时，被动伸缩杆、主动电动伸缩杆和本体形成直角三角形结构，在焊接臂长可变的情况下大大提高了结构稳定性，保证焊枪的焊接稳定性。另外，主动电动伸缩杆可沿垂直方向升降，而且可自动伸缩，则可实现焊枪在垂直方向或水平方向调节便捷，无需重新调节焊接起点，只需直接控制升降或伸缩即可，由于直线距离最短，该设计也可以提高焊接的效率，也可以保持焊接过程中的直线度。

所述基座组件包括转动关节一和电机一；所述转动关节一通过转动副与基座连接；所述电机一驱动转动关节一转动；所述本体与转动关节一连接。

本实用新型还包括丝杆、与丝杆连接的滑块和电机二；所述主动电动伸缩杆与滑块连接；所述丝杆一端与本体连接，另一端与转动关节一连接；所述电机二驱动丝杆转动，实现带动滑块上的主动电动伸缩杆沿垂直方向升降。

本实用新型还包括用于使得主动电动伸缩杆稳定升降的导杆；所述导杆与丝杆平行设置并穿设在滑块上；所述导杆一端与本体连接，另一端与转动关节一连接。

所述被动伸缩杆的固定部通过转动副与本体铰接，被动伸缩杆的伸缩部通过转动副与主动电动伸缩杆的伸缩部铰接。

所述末端组件包括用于使得焊枪沿主动电动伸缩杆长度方向旋转的转动组件一，以及用于使得焊枪沿垂直方向旋转的转动组件二；所述转动组件一与主动电动伸缩杆连接；所述转动组件二分别与转动组件一和焊枪连接。

所述转动组件一包括转动关节二和电机四；所述转动关节二与主动电动伸缩杆连接，并与电机四连接，电机四驱动转动关节二沿主动电动伸缩杆长度方向旋转。

所述转动组件二包括转动关节三和电机五；所述转动关节三分别与转动关节二和焊枪连接；所述电机五与转动关节三连接，电机五驱动转动关节三转动实现带动焊枪沿垂直方向旋转。

本机器人用于焊接作业，具体来说，利用可变臂长的五自由度焊接机器人，针对复杂狭小环境下焊接工件的需要，以此满足工业化生产需求。该焊接机器人结构简单，具有五个自由度，运动是解耦的，方便控制。此焊接机器人具有可变臂长，通过主动电动伸缩杆的伸缩运动，可满足复杂狭小环境下焊接工件的要求。该机器人主动电动伸缩杆和被动伸缩杆构成一可变长度直角三角形，在臂长可变的情况下保证了焊接的稳定性。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：本实用新型多自由度焊接机器人,该焊接机器人灵活性强，可实现多自由度焊接工作，并保证焊接的稳定性，从而增加了焊接作业的使用范围。

附图说明

图1是本实用新型多自由度焊接机器人的示意图；

图2是本实用新型多自由度焊接机器人的运动状态示意图；

其中，1为基座、2为本体、3为主动电动伸缩杆、4为被动伸缩杆、5为焊枪、6为转动关节一、7为电机一、8为丝杆、9为滑块、10为电机二、11为转动关节二、12为电机四、13为转动关节三、14为电机五。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例

本实施例以主动电动伸缩杆采用深圳市康铭传动设备有限公司生产的型号为KM01的电动伸缩杆为例进行说明。

如图1和图2所示，一种多自由度焊接机器人，其特征在于：包括基座1、基座组件、本体2、主动电动伸缩杆3、被动伸缩杆4、焊枪5和末端组件,本体2通过基座组件可转动设置在基座1上,该主动电动伸缩杆3的一端与本体2连接，另一端通过末端组件与焊枪5连接，主动电动伸缩杆3可沿垂直方向升降；焊枪5通过末端组件可实现转动。本实用新型的被动伸缩杆4的固定部通过转动副与本体2铰接，被动伸缩杆4的伸缩部通过转动副与主动电动伸缩杆3的伸缩部铰接。为了提高结构稳定性，保证焊枪的焊接稳定性，本实用新型的被动伸缩杆4、主动电动伸缩杆3和本体2形成直角三角形结构。

本实用新型的基座组件包括转动关节一6和电机一7，其中，转动关节一6 通过转动副与基座1连接，电机一7驱动转动关节一6转动，本体2与转动关节一6连接。上述主动电动伸缩杆3可沿垂直方向升降是指：还包括丝杆8、与丝杆8连接的滑块9和电机二10，其中，主动电动伸缩杆3与滑块9连接，丝杆8一端与本体2连接，另一端与转动关节一6连接，电机二10驱动丝杆8转动，实现带动滑块9上的主动电动伸缩杆3沿垂直方向升降。为了提高升降的稳定性，本实用新型还包括用于使得主动电动伸缩杆3稳定升降的导杆11，导杆11与丝杆8平行设置并穿设在滑块9上，该导杆11一端与本体2连接，另一端与转动关节一6连接。

本实用新型的末端组件包括用于使得焊枪5沿主动电动伸缩杆3长度方向旋转的转动组件一，以及用于使得焊枪5沿垂直方向旋转的转动组件二，该转动组件一与主动电动伸缩杆3连接，转动组件二分别与转动组件一和焊枪5连接。其中，转动组件一包括转动关节二11和电机四12，该转动关节二11与主动电动伸缩杆3连接，并与电机四12连接，电机四12驱动转动关节二11沿主动电动伸缩杆3长度方向旋转。而转动组件二包括转动关节三13和电机五14，而转动关节三13分别与转动关节二11和焊枪5连接，电机五14与转动关节三 13连接，电机五14驱动转动关节三13转动实现带动焊枪5沿垂直方向旋转。

本实用新型的焊枪5可以通过基座组件实现转动，通过主动电动伸缩杆3 实现焊接臂长和焊接高度的调节，通过末端组件实现不同方向的转动，从而实现多自由度运动和多自由度焊接工作。同时，被动伸缩杆4、主动电动伸缩杆3 和本体2形成直角三角形结构，在焊接臂长可变的情况下大大提高了结构稳定性，保证焊枪5的焊接稳定性。另外，主动电动伸缩杆3可沿垂直方向升降，而且可自动伸缩，则可实现焊枪5在垂直方向或水平方向调节便捷，无需重新调节焊接起点，只需直接控制升降或伸缩即可，由于直线距离最短，该设计也可以提高焊接的效率，也可以保持焊接过程中的直线度。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多自由度焊接机器人，其特征在于：包括基座、基座组件、本体、主动电动伸缩杆、被动伸缩杆、焊枪和末端组件；所述本体通过基座组件可转动设置在基座上；所述主动电动伸缩杆的一端与本体连接，另一端通过末端组件与焊枪连接，主动电动伸缩杆可沿垂直方向升降；所述焊枪通过末端组件可实现转动；所述被动伸缩杆一端与本体铰接，另一端与主动电动伸缩杆铰接；所述被动伸缩杆、主动电动伸缩杆和本体形成直角三角形结构。

2.根据权利要求1所述的多自由度焊接机器人，其特征在于：所述基座组件包括转动关节一和电机一；所述转动关节一通过转动副与基座连接；所述电机一驱动转动关节一转动；所述本体与转动关节一连接。

3.根据权利要求2所述的多自由度焊接机器人，其特征在于：还包括丝杆、与丝杆连接的滑块和电机二；所述主动电动伸缩杆与滑块连接；所述丝杆一端与本体连接，另一端与转动关节一连接；所述电机二驱动丝杆转动，实现带动滑块上的主动电动伸缩杆沿垂直方向升降。

4.根据权利要求3所述的多自由度焊接机器人，其特征在于：还包括用于使得主动电动伸缩杆稳定升降的导杆；所述导杆与丝杆平行设置并穿设在滑块上；所述导杆一端与本体连接，另一端与转动关节一连接。

5.根据权利要求3所述的多自由度焊接机器人，其特征在于：所述被动伸缩杆的固定部通过转动副与本体铰接，被动伸缩杆的伸缩部通过转动副与主动电动伸缩杆的伸缩部铰接。

6.根据权利要求1所述的多自由度焊接机器人，其特征在于：所述末端组件包括用于使得焊枪沿主动电动伸缩杆长度方向旋转的转动组件一，以及用于使得焊枪沿垂直方向旋转的转动组件二；所述转动组件一与主动电动伸缩杆连接；所述转动组件二分别与转动组件一和焊枪连接。

7.根据权利要求6所述的多自由度焊接机器人，其特征在于：所述转动组件一包括转动关节二和电机四；所述转动关节二与主动电动伸缩杆连接，并与电机四连接，电机四驱动转动关节二沿主动电动伸缩杆长度方向旋转。

8.根据权利要求7所述的多自由度焊接机器人，其特征在于：所述转动组件二包括转动关节三和电机五；所述转动关节三分别与转动关节二和焊枪连接；所述电机五与转动关节三连接，电机五驱动转动关节三转动实现带动焊枪沿垂直方向旋转。

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