一種利用旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，特別是一種利用旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]串聯(lián)機器人剛度較低，不能應(yīng)用于高速、大承載的場合；而并聯(lián)機器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、剛度高且末端焊接執(zhí)行器慣性小等特點，驅(qū)動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應(yīng)好；但是并聯(lián)機器人的明顯缺點是工作空間小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜。工程上現(xiàn)有的帶有局部閉鏈的操作機如M0T0MAN-K10并沒有解決工業(yè)機器人存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種利用旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機器人關(guān)于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種利用旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法，
[0005]所述的旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)包括立柱、主臂、第一搖臂、第二搖臂、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、滑塊、第五連桿和第六連桿，所述立柱底端安裝有第十三轉(zhuǎn)動畐IJ，立柱頂端通過第一轉(zhuǎn)動副分別與主臂第一個連接端和第一搖臂第一個連接端連接，第一搖臂第二個連接端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第二個連接端連接，第二搖臂第一個連接端通過第五轉(zhuǎn)動副與主臂第二個連接端連接，第二搖臂第三個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第一搖臂第三個連接端連接，第三連桿一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第四個連接端連接，第三連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端用于連接焊接執(zhí)行機構(gòu)；所述的立柱側(cè)面設(shè)有移動副，滑塊一端通過移動副與立柱連接，另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與主臂的第三個連接端連接；
[0006]焊接作業(yè)前，將車體與立柱底端用第十三轉(zhuǎn)動副連接起來，將焊接執(zhí)行機構(gòu)用第九轉(zhuǎn)動副與第四連桿連接起來；
[0007]焊接作業(yè)進行時，通過電機驅(qū)動主臂，使主臂進行旋轉(zhuǎn)運動，同時，第五連桿和第六連桿支撐主臂，并與主臂進行運動合成；再通過電機驅(qū)動第二搖臂，從而使第二搖臂對第三連桿進行搖臂式控制；通過電機驅(qū)動，使第三連桿和第四連桿進行旋轉(zhuǎn)運動，從而使連桿機構(gòu)完成焊接作業(yè)。
[0008]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0009]1、由立柱、第五連桿、第六連桿和主臂形成一個執(zhí)行機構(gòu)運動控制的子鏈，提高了機器人的剛度，并且搖臂移動式設(shè)計大大提高機器人的工作空間，能避免機構(gòu)的死點位置，能使機器人的作用范圍更大，并且能使機構(gòu)更好的保持平衡；
[0010]2、電機安裝在搖臂關(guān)節(jié)上，通過四桿機構(gòu)上的轉(zhuǎn)動副驅(qū)動閉環(huán)鏈運動，從而間接驅(qū)動末端連桿，使末端焊接執(zhí)行器的活動度和活動空間更大，能減小能動力矩；
[0011]3、電機安裝在主臂后面，降低了整個機構(gòu)的重心，而且可以安裝功率較大的電機在機構(gòu)上，使末端焊接執(zhí)行器可以適應(yīng)在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復(fù)雜作業(yè)中；
[0012]4、連桿機構(gòu)與末端焊接執(zhí)行器之間用一個帶鉸鏈的連桿和末端焊接執(zhí)行器連接，使執(zhí)行器靈活度更高，工作空間比以往的機器人更大，而且?guī)сq鏈的連桿做成輕桿，可以使整個機構(gòu)動力性能更好且易于控制，還可以使末端焊接執(zhí)行器在小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動360度周角，使機構(gòu)能適用于更多場合，精度更高；
[0013]5、連桿做成輕桿，使機構(gòu)運動慣量小，動力學(xué)性能好；
[0014]6、與同類型的機器人機構(gòu)相比較，相同功率下做的功更多。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第一工作示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第一工作正視圖。
[0017]圖3為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第一工作后視圖。
[0018]圖4為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第一工作俯視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)的第一搖臂結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)的第二搖臂結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)的主臂結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖8為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)的第三連桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第二工作示意圖。
[0024]圖10為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第二工作正視圖。
[0025]圖11為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第三工作示意圖。
[0026]圖12為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接作業(yè)的第三工作正視圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明。
[0028]如圖1-圖12所示，一種利用旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法，先按照以下連接方法將焊接車連接安裝起來:
[0029]所述立柱2底端通過第十三轉(zhuǎn)動副27與車體I連接，立柱2頂端通過第一轉(zhuǎn)動副13分別與主臂4第一個連接端和第一搖臂3第一個連接端連接，第一搖臂3第二個連接端通過第二轉(zhuǎn)動副14與第一連桿5 —端連接，第一連桿5另一端通過第四轉(zhuǎn)動副17與第二搖臂7第二個連接端連接，第二搖臂7第一個連接端通過第五轉(zhuǎn)動副16與主臂4第二個連接端連接，第二搖臂7第三個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副18與第二連桿6 —端連接，第二連桿6另一端通過第三轉(zhuǎn)動副15與第一搖臂3第三個連接端連接，第三連桿8 一端通過第七轉(zhuǎn)動副19與第二搖臂7第四個連接端連接，第三連桿8另一端通過第八轉(zhuǎn)動副20與第四連桿9 一端連接，第四連桿9另一端通過第九轉(zhuǎn)動副26與末端焊接執(zhí)行器10連接。
[0030]所述的立柱2側(cè)面設(shè)有移動副22，滑塊21 —端通過移動副22與立柱2連接，另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副23與第五連桿12 —端連接，第五連桿12另一端通過第十轉(zhuǎn)動副24與第六連桿11 一端連接，第六連桿11另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副25與主臂4的第三個連接端連接。
[0031]焊接作業(yè)進行時，通過電機驅(qū)動主臂4，使主臂4進行旋轉(zhuǎn)運動，同時，第五連桿12和第六連桿11支撐主臂4，并與主臂4進行運動合成；再通過電機驅(qū)動第二搖臂7，從而使第二搖臂7對第三連桿8進行搖臂式控制；通過電機驅(qū)動，使第三連桿8和第四連桿9進行旋轉(zhuǎn)運動，從而使連桿機構(gòu)完成焊接作業(yè)。
【主權(quán)項】
1.一種利用旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法，其特征在于: 所述的旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)包括立柱、主臂、第一搖臂、第二搖臂、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、滑塊、第五連桿和第六連桿，所述立柱底端安裝有第十三轉(zhuǎn)動副，立柱頂端通過第一轉(zhuǎn)動副分別與主臂第一個連接端和第一搖臂第一個連接端連接，第一搖臂第二個連接端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第二個連接端連接，第二搖臂第一個連接端通過第五轉(zhuǎn)動副與主臂第二個連接端連接，第二搖臂第三個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第一搖臂第三個連接端連接，第三連桿一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第四個連接端連接，第三連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端用于連接焊接執(zhí)行機構(gòu)；所述的立柱側(cè)面設(shè)有移動副，滑塊一端通過移動副與立柱連接，另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與主臂的第三個連接端連接； 焊接作業(yè)前，將車體與立柱底端通過第十三轉(zhuǎn)動副連接起來，將焊接執(zhí)行機構(gòu)用第九轉(zhuǎn)動副與第四連桿連接起來； 焊接作業(yè)進行時，通過電機驅(qū)動主臂，使主臂進行旋轉(zhuǎn)運動，同時，第五連桿和第六連桿支撐主臂，并與主臂進行運動合成；再通過電機驅(qū)動第二搖臂，從而使第二搖臂對第三連桿進行搖臂式控制；通過電機驅(qū)動，使第三連桿和第四連桿進行旋轉(zhuǎn)運動，從而使連桿機構(gòu)完成焊接作業(yè)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用旋轉(zhuǎn)搖臂式連桿機構(gòu)進行焊接施工的方法，利用立柱、主臂、第一搖臂、第二搖臂、第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿構(gòu)成執(zhí)行主鏈，利用第五連桿、第六連桿、立柱和主臂構(gòu)成執(zhí)行子鏈，焊接作業(yè)進行時，通過電機驅(qū)動主臂，使主臂進行旋轉(zhuǎn)運動，第五連桿和第六連桿支撐主臂，并與主臂進行運動合成；再通過電機驅(qū)動第二搖臂，從而使第二搖臂對第三連桿進行搖臂式控制；通過電機驅(qū)動，使第三連桿和第四連桿進行旋轉(zhuǎn)運動，從而使連桿機構(gòu)完成焊接作業(yè)。本發(fā)明具有工作空間大、剛度高、承載能力強和執(zhí)行精度高的優(yōu)點。
【IPC分類】B25J9-00, B23K37-02
【公開號】CN104551469
【申請?zhí)枴緾N201410814059
【發(fā)明人】蔡敢為, 范雨, 張 林, 李智杰, 張永文, 李榮康, 朱凱君, 王龍, 王小純, 李巖舟, 楊旭娟
【申請人】廣西大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月23日