本實用新型屬于機械制造領域，具體為一種自適應復雜結構大型管罐件焊接磨拋機器人。

背景技術：

壓力容器產品已經(jīng)廣泛地應用于石油、化工、制藥乃至航天等重要的工業(yè)領域，提高其焊接質量和焊接自動化水平有著非常重要的意義。焊接機器人以其生產效率高、產品質量穩(wěn)定、成本低等優(yōu)勢成為國內外一致認可的焊接自動化技術發(fā)展方向。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種復雜結構大型管罐件焊接磨拋機器人，用于實現(xiàn)復雜結構大型管罐件加工表面機器人的自適應附著和行走、焊縫的自動識別與分段焊接磨拋等功能。

本實用新型采用的技術方案是：包括底盤部件、鏈輪部件、機械手、工具系統(tǒng)及吸盤控制器，其中機械手固定連接在底盤部件上，工具系統(tǒng)與機械手連接，鏈輪部件與底盤部件連接，吸盤控制器與鏈輪部件連接。

本實用新型所述底盤部件由底板、驅動電機Ⅲ、轉向電機Ⅱ、連桿Ⅰ、連桿Ⅱ、軸Ⅰ、連桿Ⅲ、軸Ⅱ、軸向鎖緊螺母Ⅰ、軸Ⅲ、聯(lián)軸器、軸Ⅳ、減震器、轉向節(jié)、轉向臂、大鏈輪、小鏈輪、大齒輪、小齒輪、連桿Ⅶ組成，其中驅動電機Ⅲ與轉向電機Ⅱ均固定底板上，在轉向電機的輸出軸與連桿Ⅰ通過鍵相連，連桿Ⅰ與連桿Ⅱ通過軸相連，連桿Ⅱ與連桿Ⅲ通過軸相連，連桿Ⅲ安裝在軸Ⅱ上，軸Ⅱ固定在底板上，軸Ⅱ與連桿Ⅶ通過軸相連，連桿Ⅶ與轉向臂相連，轉向節(jié)與轉向臂相連，小齒輪固定在驅動電機Ⅲ輸出軸上，小齒輪與大齒輪嚙合，大齒輪固定在軸Ⅰ上，小鏈輪固定在軸Ⅰ上，小鏈輪與大鏈輪通過鏈相連，大鏈輪通過鍵固定在軸Ⅳ上，軸Ⅳ與軸Ⅲ通過聯(lián)軸器相連，使用軸向鎖緊螺母Ⅰ將鏈輪驅動輪固定在軸Ⅲ上，減震器安裝在底板上。

本實用新型所述鏈輪部件由輪Ⅱ、撥叉、軸Ⅴ、步進電機Ⅵ、橫梁、液壓缸、小滑輪、鏈節(jié)、吸盤部件、張緊輪、鏈輪驅動輪、鏈輪驅動輪外圈組成，其中橫梁固定在底板上，橫梁上固定兩個被動彈性張緊輪，橫梁下側分布6個液壓缸，液壓缸下部鉸接小滑輪，履帶的鏈節(jié)上固定有吸盤部件，輪Ⅱ通過軸連接在撥叉上，撥叉與軸Ⅴ通過鍵連接在一起，軸Ⅴ與步進電機Ⅵ輸出軸通過銷連接在一起，步進電機Ⅵ固定在橫梁上，鏈輪驅動輪外圈固定在鏈輪驅動輪上。

本實用新型所述機械手由底座、連桿Ⅳ、連桿Ⅴ、連桿Ⅵ、電機Ⅴ、電機Ⅵ、電機Ⅶ、錐齒輪Ⅰ、電機Ⅷ、直齒圓柱齒輪Ⅰ、錐齒輪Ⅱ、軸Ⅵ、直齒圓柱齒輪Ⅱ、直齒圓柱齒輪Ⅲ、底座電機Ⅰ組成，其中底座電機Ⅰ固定在底板上，底座固定在底座電機Ⅰ上，電機Ⅴ通過螺栓連接底座上，電機Ⅴ通過齒輪組與連桿Ⅳ相連，電機Ⅵ固定在連桿Ⅳ上，電機Ⅵ與連桿Ⅴ通過花鍵連接，電機Ⅶ固定在連桿Ⅴ上，電機Ⅶ輸出軸上安裝一個直齒圓柱齒輪，此直齒圓柱齒輪與另一直齒圓柱齒輪Ⅱ相嚙合，錐齒輪Ⅰ與直齒圓柱齒輪Ⅱ安裝在同一根軸Ⅵ上，錐齒輪Ⅰ與錐齒輪Ⅱ嚙合，錐齒輪Ⅱ安裝在連桿Ⅵ上，電機Ⅷ固定在連桿Ⅵ上，電機Ⅷ的輸出軸與直齒圓柱齒輪Ⅲ相連接，直齒圓柱齒輪Ⅲ與直齒圓柱齒輪Ⅰ相嚙合。

本實用新型所述工具系統(tǒng)由焊槍、電機Ⅸ、砂輪、軸Ⅶ組成，其中直齒圓柱齒輪Ⅰ通過鍵連接在軸Ⅶ上，軸Ⅶ與焊槍固定連接，砂輪固定在電機Ⅸ的輸出軸上，電機Ⅸ固定在焊槍的一端。

本實用新型所述吸盤控制器由真空泵接口Ⅰ、不動盤、電源線接口、動盤、電源控制器壓片、真空控制塊、電源接觸塊、真空泵接口Ⅱ、電線、軟管Ⅰ、電磁閥電源線接口、吸盤控制器電機、兩位三通電磁換向閥構成，其中吸盤控制器電機固定在橫梁上，吸盤控制器電機的輸出軸與動盤通過鍵相連，不動盤固定在橫梁上，真空泵接口Ⅰ與真空控制塊相連，電源線接口與電源接觸塊連接在一起，電源接觸塊與不動盤之間采用橡膠墊片進行絕緣，電源控制器壓片與真空泵接口Ⅱ均安裝在動盤上，電源控制器壓片與電磁閥電源線接口連接在一起，電磁閥電源線接口通過電線與兩位三通電磁換向閥電源接口相連，真空泵接口Ⅱ通過軟管Ⅰ與兩位三通電磁換向閥Ⅱ口相連，兩位三通電磁換向閥Ⅰ口直接與大氣相通，兩位三通電磁換向閥Ⅲ口通過軟管Ⅲ與氣道板總接口相通，兩位三通電磁換向閥固定在鏈節(jié)上。

本實用新型所述吸盤部件由微型步進電機、工字槽、滑塊、小吸盤、彈性軟管Ⅱ、氣道板、氣道板總接口、工字塊板、工字板凸臺、電機固定板、軟管Ⅲ組成，其中微型步進電機固定在電機固定板上，微型步進電機的輸出軸上攻有螺紋，微型步進電機的輸出軸與滑塊上表面的內螺紋孔相連，工字板凸臺在滑塊內的工字槽內滑動，滑塊的下表面有一螺紋孔與側面的一光孔相通，小吸盤通過螺紋固定在下表面的螺紋孔內，小吸盤為中空結構，側面的一光孔通過彈性軟管Ⅱ與氣道板相通，氣道板總接口通過軟管Ⅲ與兩位三通電磁換向閥Ⅲ口相連。

本實用新型分析機器人在多任務條件下的工作要求，研究相應協(xié)調控制方案，最終實現(xiàn)輕便行走、強力附著和智能高效加工。本實用新型將為石油、化工、制藥乃至航天等重要工業(yè)領域管罐件的高效率加工、產品質量保證、低成本運營提供技術支持和設備保障。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型底盤部件的結構示意圖；

圖3是本實用新型鏈輪部件的結構示意圖；、

圖4是本實用新型鏈輪部件局部的結構示意圖；

圖5是本實用新型機械手部件的結構示意圖；

圖6是本實用新型機械手電機Ⅴ、電機Ⅵ部分的結構示意圖；

圖7是本實用新型機械手部分零件的結構示意圖；

圖8是本實用新型工具系統(tǒng)的結構示意圖；

圖9是本實用新型吸盤控制器的結構示意圖；

圖10是本實用新型吸盤控制器爆炸圖；

圖11是本實用新型吸盤控制器的結構示意圖；

圖12是本實用新型吸盤控制器的結構示意圖，本圖體現(xiàn)軟管Ⅲ；

圖13是本實用新型吸盤的結構示意圖；

圖14是本實用新型吸盤的爆炸圖；

圖15是本實用新型吸盤結構中一個單元的結構示意圖。

具體實施方式

包括底盤部件1、鏈輪部件2、機械手3、工具系統(tǒng)4及吸盤控制器5，其中機械手3固定連接在底盤部件1上，工具系統(tǒng)4與機械手3連接，鏈輪部件2與底盤部件1連接，吸盤控制器5與鏈輪部件2連接。

本實用新型所述底盤部件1由底板100、驅動電機Ⅲ101、轉向電機Ⅱ102、連桿Ⅰ103、連桿Ⅱ104、軸Ⅰ105、連桿Ⅲ106、軸Ⅱ107、軸向鎖緊螺母Ⅰ108、軸Ⅲ109、聯(lián)軸器110、軸Ⅳ111、減震器112、轉向節(jié)113、轉向臂114、大鏈輪115、小鏈輪116、大齒輪117、小齒輪118、連桿Ⅶ119組成，其中驅動電機Ⅲ101與轉向電機Ⅱ102均固定底板100上，在轉向電機102的輸出軸與連桿Ⅰ103通過鍵相連，連桿Ⅰ103與連桿Ⅱ104通過軸相連，連桿Ⅱ104與連桿Ⅲ106通過軸相連，連桿Ⅲ106安裝在軸Ⅱ107上，軸Ⅱ107固定在底板100上，軸Ⅱ107與連桿Ⅶ119通過軸相連，連桿Ⅶ119與轉向臂114相連，轉向節(jié)113與轉向臂114相連，小齒輪118固定在驅動電機Ⅲ101輸出軸上，小齒輪118與大齒輪117嚙合，大齒輪117固定在軸Ⅰ105上，小鏈輪116固定在軸Ⅰ105上，小鏈輪116與大鏈輪115通過鏈相連，大鏈輪115通過鍵固定在軸Ⅳ111上，軸Ⅳ111與軸Ⅲ109通過聯(lián)軸器110相連，使用軸向鎖緊螺母Ⅰ108將鏈輪驅動輪210固定在軸Ⅲ109上，減震器112安裝在底板100上。

本實用新型所述鏈輪部件2由輪Ⅱ200、撥叉201、軸Ⅴ202、步進電機Ⅵ203、橫梁204、液壓缸205、小滑輪206、鏈節(jié)207、吸盤部件208、張緊輪209、鏈輪驅動輪210、鏈輪驅動輪外圈211組成，其中橫梁204固定在底板100上，橫梁204上固定兩個被動彈性張緊輪209，橫梁204下側分布6個液壓缸205，液壓缸205下部鉸接小滑輪206，履帶的鏈節(jié)207上固定有吸盤部件208，輪Ⅱ200通過軸連接在撥叉201上，撥叉201與軸Ⅴ202通過鍵連接在一起，軸Ⅴ202與步進電機Ⅵ203輸出軸通過銷連接在一起，步進電機Ⅵ203固定在橫梁204上，鏈輪驅動輪外圈211固定在鏈輪驅動輪210上。

本實用新型所述機械手3由底座300、連桿Ⅳ301、連桿Ⅴ302、連桿Ⅵ303、電機Ⅴ304、電機Ⅵ305、電機Ⅶ306、錐齒輪Ⅰ307、電機Ⅷ308、直齒圓柱齒輪Ⅰ309、錐齒輪Ⅱ310、軸Ⅵ311、直齒圓柱齒輪Ⅱ312、直齒圓柱齒輪Ⅲ313、底座電機Ⅰ314組成，其中底座電機Ⅰ314固定在底板100上，底座300固定在底座電機Ⅰ314上，電機Ⅴ304通過螺栓連接底座300上，電機Ⅴ304通過齒輪組與連桿Ⅳ301相連，電機Ⅵ305固定在連桿Ⅳ301上，電機Ⅵ305與連桿Ⅴ302通過花鍵連接，電機Ⅶ306固定在連桿Ⅴ302上，電機Ⅶ306輸出軸上安裝一個直齒圓柱齒輪，此直齒圓柱齒輪與另一直齒圓柱齒輪Ⅱ312相嚙合，錐齒輪Ⅰ307與直齒圓柱齒輪Ⅱ312安裝在同一根軸Ⅵ311上，錐齒輪Ⅰ307與錐齒輪Ⅱ310嚙合，錐齒輪Ⅱ310安裝在連桿Ⅵ303上，電機Ⅷ308固定在連桿Ⅵ303上，電機Ⅷ308的輸出軸與直齒圓柱齒輪Ⅲ313相連接，直齒圓柱齒輪Ⅲ313與直齒圓柱齒輪Ⅰ309相嚙合。

本實用新型所述工具系統(tǒng)4由焊槍400、電機Ⅸ401、砂輪402、軸Ⅶ403組成，其中直齒圓柱齒輪Ⅰ309通過鍵連接在軸Ⅶ403上，軸Ⅶ403與焊槍400固定連接，砂輪402固定在電機Ⅸ401的輸出軸上，電機Ⅸ401固定在焊槍400的一端。

本實用新型所述吸盤控制器5由真空泵接口Ⅰ500、不動盤501、電源線接口502、動盤503、電源控制器壓片504、真空控制塊505、電源接觸塊506、真空泵接口Ⅱ507、電線508、軟管Ⅰ509、電磁閥電源線接口510、吸盤控制器電機511、兩位三通電磁換向閥512構成，其中吸盤控制器電機511固定在橫梁204上，吸盤控制器電機511的輸出軸與動盤503通過鍵相連，不動盤501固定在橫梁204上，真空泵接口Ⅰ500與真空控制塊505相連，電源線接口502與電源接觸塊506連接在一起，電源接觸塊506與不動盤501之間采用橡膠墊片進行絕緣，電源控制器壓片504與真空泵接口Ⅱ507均安裝在動盤503上，電源控制器壓片504與電磁閥電源線接口510連接在一起，電磁閥電源線接口510通過電線508與兩位三通電磁換向閥電源接口5124相連，真空泵接口Ⅱ507通過軟管Ⅰ509與兩位三通電磁換向閥Ⅱ口5122相連，兩位三通電磁換向閥Ⅰ口5121直接與大氣相通，兩位三通電磁換向閥Ⅲ口5123通過軟管Ⅲ20810與氣道板總接口20806相通，兩位三通電磁換向閥512固定在鏈節(jié)207上。

本實用新型所述吸盤部件208由微型步進電機20800、工字槽20801、滑塊20802、小吸盤20803、彈性軟管Ⅱ20804、氣道板20805、氣道板總接口20806、工字塊板20807、工字板凸臺20808、電機固定板20809、軟管Ⅲ20810組成，其中微型步進電機20800固定在電機固定板20809上，微型步進電機20800的輸出軸上攻有螺紋，微型步進電機20800的輸出軸與滑塊20802上表面的內螺紋孔相連，工字板凸臺20808在滑塊內的工字槽20801內滑動，滑塊的下表面有一螺紋孔與側面的一光孔相通，小吸盤20803通過螺紋固定在下表面的螺紋孔內，小吸盤20803為中空結構，側面的一光孔通過彈性軟管Ⅱ20804與氣道板20805相通，氣道板總接口20806通過軟管Ⅲ20810與兩位三通電磁換向閥Ⅲ口5123相連。

下面結合附圖說明其工作過程。

焊接磨拋功能：本機器人焊接焊縫采用分段焊接的方式進行焊接，機械手為連續(xù)軌跡控制控制(CP)型，機器人各關節(jié)同時作受控運動，使機器人終端按照預期的軌跡和速度運動，機械手各個關節(jié)均采用交流伺服電機進行驅動。

吸附功能：鏈輪一周共有37個鏈節(jié)，吸盤控制器5上有37個真空泵接口Ⅱ507和電磁閥電源線接口510與之相對應，每一個鏈節(jié)207上有一個兩位三通電磁換向閥512，每時每刻都會有8個真空泵接口Ⅱ507與真空控制器505上的凹槽想對應，同時這8個的電磁換向閥512斷電，使吸盤部件208與真空泵接口Ⅱ507相連，保證吸盤部件208內負壓。當吸盤部件208運動到即將與路面脫離時，兩位三通電磁換向閥210得電，吸盤部件208通過兩位三通電磁換向閥Ⅰ口5121直接與大氣相連，負壓條件被破環(huán)，吸盤部件208脫離吸附，當吸盤部件208旋轉至即將與地面吸附時，電磁換向閥斷電，吸盤部件208與真空泵接口Ⅱ507相通，由于負壓，吸盤吸附路面，以此循環(huán)。

驅動功能：驅動電機Ⅲ101通電使固定在電機軸上的小齒輪118旋轉，齒輪118旋轉使大齒輪117旋轉，由于大齒輪117固定在軸Ⅰ105上，大齒輪117旋轉使軸Ⅰ105旋轉，軸Ⅰ105旋轉使固定在軸Ⅰ105上的小鏈輪116旋轉，小鏈輪116通過鏈傳動使大鏈輪115旋轉，由于大鏈輪115通過鍵固定在軸Ⅳ111上，大鏈輪115旋轉使軸Ⅳ111旋轉，由于軸Ⅳ111與軸Ⅲ109通過聯(lián)軸器110相連且軸Ⅲ109與鏈輪驅動輪210固連在一起，所以實現(xiàn)動力傳遞，進而實現(xiàn)運動。

轉向功能：轉向電機Ⅱ102旋轉使連桿Ⅰ103旋轉，連桿Ⅰ103旋轉使連桿Ⅱ104運動，連桿Ⅲ106繞軸Ⅱ107旋轉，通過平行四邊形機構，使轉向臂114旋轉，進而實現(xiàn)鏈輪驅動輪210轉向。