CN213647610U - 一种高速高刚性的多关节焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高速高刚性的多关节焊接机器人，包括依次连接的一轴底座、二轴转座、二轴大臂、三四轴本体、四轴连接本体、五轴本体和六轴本体；五轴本体内设有锥齿轮传动机构；锥齿轮传动机构的输入端与四轴连接本体的输出端连接；六轴本体与五轴本体转动连接，锥齿轮传动机构设有第一输出端和第二输出端；锥齿轮传动机构的第一输出端与六轴本体连接，并带动六轴本体绕五轴本体转动；六轴本体内设有六轴传动部，六轴传动部的输入端与锥齿轮传动机构的第二输出端连接。本实用新型成本低和刚性好，采用大传动比的锥齿轮传动机构代替谐波减速机，使结构更加紧凑，功能多样，刚性更好，安装更加方便，成本也更低。

Description

一种高速高刚性的多关节焊接机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种高速高刚性的多关节焊接机器人。

背景技术

随着市场上对焊接机器人的需求不断加大，同时对焊接要求不断的提高，市场上的机器人刚性差，稳定性差、速度慢，无法满足客户对焊接领域的需求，同时目前市面上所使用的焊接机器人也普遍存在一些问题，其中包括：体积笨重、安装复杂、精度低、速度慢、刚性差等。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点和不足，提供一种高速高刚性的多关节焊接机器人。

一种高速高刚性的多关节焊接机器人，包括一轴底座、二轴转座、二轴大臂、三四轴本体、四轴连接本体、五轴本体和六轴本体；

所述二轴转座转动设置在所述一轴底座上；

所述二轴大臂转动设置在所述二轴转座上；

所述三四轴本体转动设置在所述二轴大臂上；

所述四轴连接本体转动设置在所述三四轴本体上；

所述五轴本体内设有锥齿轮传动机构；所述锥齿轮传动机构的输入端与所述四轴连接本体的输出端连接；

所述六轴本体与所述五轴本体转动连接，所述锥齿轮传动机构设有第一输出端和第二输出端；所述锥齿轮传动机构的第一输出端与所述六轴本体连接，并带动六轴本体绕五轴本体转动；所述六轴本体内设有六轴传动部，所述六轴传动部的输入端与所述锥齿轮传动机构的第二输出端连接。

进一步地，所述二轴转座内设有第一减速机、第一高速电机和第二高速电机；所述第一高速电机的输出端与第一减速机的输入端连接；所述第一减速机的输出端与所述一轴底座连接，并带动二轴转座绕一轴底座转动；所述第二高速电机的输出端与所述二轴大臂的第一端连接，并带动二轴大臂绕二轴转座转动。

进一步地，所述三四轴本体内设有第三高速电机、第四高速电机、从动齿轮、主动齿轮和第二减速机；所述第三高速电机的输出端与所述二轴大臂的第二端连接，并带动三四轴本体绕二轴大臂转动；所述主动齿轮与所述第四高速电机的输出端连接；所述从动齿轮与所述第二减速机的输入端连接；所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合；所述第二减速机的输出端与所述四轴连接本体连接，并带动四轴连接本体绕三四轴本体转动。

进一步地，所述四轴连接本体内设有第五高速电机、第六高速电机；所述第五高速电机与第六高速电机的输出轴平行设置，并同时与所述锥齿轮传动机构的输入端连接。

进一步地，所述锥齿轮传动机构包括第一连接轴、第二连接轴、外准双曲面轴齿、内准双曲面轴齿、外准双曲面盘齿和内准双曲面盘齿；所述第一连接轴和第二连接轴转动设置在五轴本体内，第一连接轴和第二连接轴的第一端分别与第五高速电机与第六高速电机的输出轴连接；第一连接轴和第二连接轴的第二端分别设有外准双曲面轴齿、内准双曲面轴齿；所述外准双曲面盘齿、内准双曲面盘齿同轴转动设置在五轴本体内；所述外准双曲面轴齿、内准双曲面轴齿分别与外准双曲面盘齿、内准双曲面盘齿啮合；所述外准双曲面盘齿与所述六轴本体连接，并带动六轴本体转动；所述内准双曲面轴齿用于带动六轴传动部运动。

进一步地，所述锥齿轮传动机构还包括第一锥齿轮；所述第一锥齿轮与所述内准双曲面轴齿同轴连接；所述六轴传动部包括第二锥齿轮和传动轴；所述传动轴通过轴承转动设置在所述六轴本体内；所述第二锥齿轮套设在所述传动轴外，并与所述第一锥齿轮啮合。

进一步地，所述传动轴的端面设有过线孔。

进一步地，所述三四轴本体设有供焊丝送料机安装的安装部。

进一步地，所述一轴底座、二轴转座、二轴大臂、三四轴本体、四轴连接本体、五轴本体和六轴本体的表面设有曲面。

进一步地，所述一轴底座、二轴转座、二轴大臂、三四轴本体、四轴连接本体、五轴本体和六轴本体采用重力铸造的钢模铸铝件。

本实用新型所述的高速高刚性的多关节焊接机器人具有以下有益效果：

(1)成本低和刚性好，在结构上采用了大传动比的锥齿轮传动机构代替谐波减速机，通过外准双曲面盘齿、内准双曲面盘齿实现双轴传动，使结构更加紧凑，功能多样，刚性更好，安装更加方便，成本也更低；

(2)效率和精度高，采用低惯量的高速电机，可实现高速稳定运行，其臂展较大，可实现大范围动作；响应速度快，运动灵活，工作效率也更高；精度高，定位精准；

(3)维护方便和安全系数高：采用内外走线结合，使用和维护便利，并可给各高速电机增加动态制动装置，实时监测，预防电机抱闸失效或电源突然关闭引起的安全事故。

(4)为焊接领域量身定做，设计了供焊丝送料机安装的安装部，焊接线缆的中空走线，使用更加便利。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型的高速高刚性的多关节焊接机器人的结构示意图；

图2为本实用新型的二轴转座的内部结构示意图；

图3为本实用新型的二轴大臂的内部结构示意图；

图4为本实用新型的三四轴本体的内部结构示意图；

图5为本实用新型的四轴连接本体的内部结构示意图；

图6为本实用新型的五轴本体的内部结构示意图；

图7为本实用新型的六轴本体的内部结构示意图。

图中：10、一轴底座；20、二轴转座；21、第一减速机；22、第一高速电机；23、第二高速电机；30、二轴大臂；40、三四轴本体；41、第三高速电机；42、第四高速电机；43、从动齿轮；44、主动齿轮；45、第二减速机；46、安装部；50、四轴连接本体；51、第五高速电机；52、第六高速电机；60、五轴本体；70、六轴本体；711、第二锥齿轮；712、传动轴；7121、过线孔；713、轴承；81、第一连接轴；82、第二连接轴；83、外准双曲面轴齿；84、内准双曲面轴齿；85、外准双曲面盘齿；86、内准双曲面盘齿；87、第一锥齿轮。

具体实施方式

请参阅图1至图7，本实施例的一种高速高刚性的多关节焊接机器人，包括一轴底座10、二轴转座20、二轴大臂30、三四轴本体40、四轴连接本体50、五轴本体60和六轴本体70；

具体的，所述二轴转座20转动设置在所述一轴底座10上；

具体的，所述二轴大臂30转动设置在所述二轴转座20上；

更具体的，所述二轴转座20内设有第一减速机21、第一高速电机22和第二高速电机23；所述第一高速电机22的输出端与第一减速机21的输入端连接；所述第一减速机21的输出端与所述一轴底座10连接，并带动二轴转座20绕一轴底座10转动；所述第二高速电机23的输出端与所述二轴大臂30的第一端连接，并带动二轴大臂30绕二轴转座20转动。

具体的，所述三四轴本体40转动设置在所述二轴大臂30上；优选地，所述三四轴本体40设有供焊丝送料机(图未示)安装的安装部46；

具体的，所述四轴连接本体50转动设置在所述三四轴本体40上；

更具体的，所述三四轴本体40内设有第三高速电机41、第四高速电机42、从动齿轮43、主动齿轮44和第二减速机45；所述第三高速电机41的输出端与所述二轴大臂30的第二端连接，并带动三四轴本体40绕二轴大臂30转动；所述主动齿轮44与所述第四高速电机42的输出端连接；所述从动齿轮43与所述第二减速机45的输入端连接；所述从动齿轮43与所述主动齿轮44啮合；所述第二减速机45的输出端与所述四轴连接本体50连接，并带动四轴连接本体50绕三四轴本体40转动。

具体的，所述五轴本体60内设有锥齿轮传动机构；所述锥齿轮传动机构的输入端与所述四轴连接本体50的输出端连接；

具体的，所述六轴本体70与所述五轴本体60转动连接，所述锥齿轮传动机构设有第一输出端和第二输出端；所述锥齿轮传动机构的第一输出端与所述六轴本体70连接，并带动六轴本体70绕五轴本体60转动；所述六轴本体70内设有六轴传动部，所述六轴传动部的输入端与所述锥齿轮传动机构的第二输出端连接；

更具体的，所述四轴连接本体50内设有第五高速电机51、第六高速电机52；所述第五高速电机51与第六高速电机52的输出轴平行设置，并同时与所述锥齿轮传动机构的输入端连接；

更具体的，所述锥齿轮传动机构包括第一连接轴81、第二连接轴82、外准双曲面轴齿83、内准双曲面轴齿84、外准双曲面盘齿85和内准双曲面盘齿86；所述第一连接轴81和第二连接轴82转动设置在五轴本体60内，第一连接轴81和第二连接轴82的第一端分别与第五高速电机51与第六高速电机52的输出轴连接；第一连接轴81和第二连接轴82的第二端分别设有外准双曲面轴齿83、内准双曲面轴齿84；所述外准双曲面盘齿85、内准双曲面盘齿86同轴转动设置在五轴本体60内；所述外准双曲面轴齿83、内准双曲面轴齿84分别与外准双曲面盘齿85、内准双曲面盘齿86啮合；所述外准双曲面盘齿85与所述六轴本体70连接，并带动六轴本体70转动；所述内准双曲面轴齿84用于带动六轴传动部运动。

更具体的，所述锥齿轮传动机构还包括第一锥齿轮87；所述第一锥齿轮87与所述内准双曲面轴齿84同轴连接；所述六轴传动部包括第二锥齿轮711和传动轴712；所述传动轴712通过轴承713转动设置在所述六轴本体70内；所述第二锥齿轮711套设在所述传动轴712外，并与所述第一锥齿轮87啮合。

更具体的，所述传动轴712的端面设有过线孔7121，用于走线用。

优选地，所述一轴底座10、二轴转座20、二轴大臂30、三四轴本体40、四轴连接本体50、五轴本体60和六轴本体70的表面设有曲面；所述一轴底座10、二轴转座20、二轴大臂30、三四轴本体40、四轴连接本体50、五轴本体60和六轴本体70采用重力铸造的钢模铸铝件。

本实施例的工作过程：

在第一减速机21和第一高速电机22的驱动下，可带动二轴转座20绕一轴底座10转动；

在第二高速电机23的驱动下，可带动二轴大臂30转动；

在第三高速电机41的驱动下，可带动三四轴本体40绕二轴大臂30转动；

在第四高速电机42的驱动下，主动齿轮44带动从动齿轮43转动，进而带动第二减速机45的输入端转动，进而第二减速机45的输出端带动四周连接本体转动；

在第五高速电机51和第六高速电机52的驱动下，可分别带动六轴本体70和六轴传动部转动；

具体的，所述第五高速电机51带动第一连接轴81转动，进而带动外准双曲面轴齿83转动，进而带动外准双曲面盘齿85转动，进而带动六轴本体70转动；

所述第六高速电机52带动第二连接轴82转动，进而带动内准双曲面轴齿84转动，进而带动内准双曲面盘齿86转动和第一锥齿轮87，进而带动第二锥齿轮711和传动轴712转动。

相对于现有技术，本实用新型通过具有以下有益效果：

成本低和刚性好，在结构上采用了大传动比的锥齿轮传动机构代替谐波减速机，通过外准双曲面盘齿、内准双曲面盘齿实现双轴传动，使结构更加紧凑，功能多样，刚性更好，安装更加方便，成本也更低；

效率和精度高，采用低惯量的高速电机，可实现高速稳定运行，其臂展较大，可实现大范围动作；响应速度快，运动灵活，工作效率也更高；精度高，定位精准；

维护方便和安全系数高：采用内外走线结合，使用和维护便利，并可给各高速电机增加动态制动装置，实时监测，预防电机抱闸失效或电源突然关闭引起的安全事故。

为焊接领域量身定做，设计了供焊丝送料机安装的安装部，焊接线缆的中空走线，使用更加便利。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速高刚性的多关节焊接机器人，其特征在于，包括

一轴底座；

二轴转座，所述二轴转座转动设置在所述一轴底座上；

二轴大臂，所述二轴大臂转动设置在所述二轴转座上；

三四轴本体，所述三四轴本体转动设置在所述二轴大臂上；

四轴连接本体，所述四轴连接本体转动设置在所述三四轴本体上；

五轴本体，所述五轴本体内设有锥齿轮传动机构；所述锥齿轮传动机构的输入端与所述四轴连接本体的输出端连接；

六轴本体，所述六轴本体与所述五轴本体转动连接，所述锥齿轮传动机构设有第一输出端和第二输出端；所述锥齿轮传动机构的第一输出端与所述六轴本体连接，并带动六轴本体绕五轴本体转动；所述六轴本体内设有六轴传动部，所述六轴传动部的输入端与所述锥齿轮传动机构的第二输出端连接。

2.根据权利要求1所述的高速高刚性的多关节焊接机器人，其特征在于，所述二轴转座内设有第一减速机、第一高速电机和第二高速电机；所述第一高速电机的输出端与第一减速机的输入端连接；所述第一减速机的输出端与所述一轴底座连接，并带动二轴转座绕一轴底座转动；所述第二高速电机的输出端与所述二轴大臂的第一端连接，并带动二轴大臂绕二轴转座转动。

3.根据权利要求2所述的高速高刚性的多关节焊接机器人，其特征在于，所述三四轴本体内设有第三高速电机、第四高速电机、从动齿轮、主动齿轮和第二减速机；所述第三高速电机的输出端与所述二轴大臂的第二端连接，并带动三四轴本体绕二轴大臂转动；所述主动齿轮与所述第四高速电机的输出端连接；所述从动齿轮与所述第二减速机的输入端连接；所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合；所述第二减速机的输出端与所述四轴连接本体连接，并带动四轴连接本体绕三四轴本体转动。

4.根据权利要求3所述的高速高刚性的多关节焊接机器人，其特征在于，所述四轴连接本体内设有第五高速电机、第六高速电机；所述第五高速电机与第六高速电机的输出轴平行设置，并同时与所述锥齿轮传动机构的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的高速高刚性的多关节焊接机器人，其特征在于，所述锥齿轮传动机构包括第一连接轴、第二连接轴、外准双曲面轴齿、内准双曲面轴齿、外准双曲面盘齿和内准双曲面盘齿；所述第一连接轴和第二连接轴转动设置在五轴本体内，第一连接轴和第二连接轴的第一端分别与第五高速电机与第六高速电机的输出轴连接；第一连接轴和第二连接轴的第二端分别设有外准双曲面轴齿、内准双曲面轴齿；所述外准双曲面盘齿、内准双曲面盘齿同轴转动设置在五轴本体内；所述外准双曲面轴齿、内准双曲面轴齿分别与外准双曲面盘齿、内准双曲面盘齿啮合；所述外准双曲面盘齿与所述六轴本体连接，并带动六轴本体转动；所述内准双曲面轴齿用于带动六轴传动部运动。

6.根据权利要求5所述的高速高刚性的多关节焊接机器人，其特征在于，所述锥齿轮传动机构还包括第一锥齿轮；所述第一锥齿轮与所述内准双曲面轴齿同轴连接；所述六轴传动部包括第二锥齿轮和传动轴；所述传动轴通过轴承转动设置在所述六轴本体内；所述第二锥齿轮套设在所述传动轴外，并与所述第一锥齿轮啮合。

7.根据权利要求6所述的高速高刚性的多关节焊接机器人，其特征在于，所述传动轴的端面设有过线孔。

8.根据权利要求1所述的高速高刚性的多关节焊接机器人，其特征在于，所述三四轴本体设有供焊丝送料机安装的安装部。

9.根据权利要求1所述的高速高刚性的多关节焊接机器人，其特征在于，所述一轴底座、二轴转座、二轴大臂、三四轴本体、四轴连接本体、五轴本体和六轴本体的表面设有曲面。

10.根据权利要求1所述的高速高刚性的多关节焊接机器人，其特征在于，所述一轴底座、二轴转座、二轴大臂、三四轴本体、四轴连接本体、五轴本体和六轴本体采用重力铸造的钢模铸铝件。

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