轻便型焊接机器人的制作方法

本发明涉及工业机器人领域，尤其涉及一种采用皮肤骨架式的轻便型焊接机器人。

背景技术：

现代工业快速多变以及日益增长的复杂性要求，工业机器人在制造业中得到广泛应用，技术附加值提高，是我国高端制造装备的重要组成部分，是实现我国跨入先进制造业行列目标的重要支撑技术，对社会发展及工业生产具有十分重要的战略意义，也必将成为继计算机出现之后又一新兴战略性产业。工业机器人如此快速的发展，要求对机器人的整体技术水平也要提高，包括结构上的改进、材料上的选用、工艺上的改进，逐步提高生产效率，提高产品生产质量上的稳定性，降低成本进而创造更大的收益。

机器人结构设计的合理性及优越性对机器人运行的性能有着重要的影响。目前，现有的工业焊接机器人在大多数都存在结构笨重的问题，笨重的结构使得对对机器人进行搬运时不方便，机器人在运行时不灵活，同时对电机的功率要求更加高，且有可能存在受力不均衡等问题，从而会降低机器人的工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种轻便型焊接机器人，其采用骨架支撑，皮肤包络，重量大大减少。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种轻便型焊接机器人，其包括：基座、腰部、大臂、肘部、小臂和腕部，基座通过RV减速器与腰部连接，腰部通过RV减速器与大臂连接，大臂通过RV减速器与肘部连接，肘部通过谐波减速器与小臂连接，小臂通过谐波减速器与腕部连接，腕部通过谐波减速器与外接执行器连接；所述基座、腰部、大臂、肘部、小臂和腕部均由骨架层和包覆在骨架层外的皮肤层构成。

此外，本发明还提供如下附属技术方案：

所述基座的骨架层包括：底盘、固定安装在底盘上的支撑架、以及固定垂直安装在底盘上的若干根支撑柱，底盘用于支撑着整个机器人的重量，支撑架内部用于安装机器人功率线和信号线接头；所述基座的皮肤层包括：包覆在该若干根支撑柱外的第一壳体、以及包覆在支撑架外的第二壳体。

所述腰部的骨架层包括：与所述大臂连接的腰部上圆筒、与所述基座连接的腰部下圆筒、以及连接该腰部上、下圆筒的肋板，腰部上圆筒和腰部下圆筒用于安装RV减速器，肋板内部用于线路走线；所述腰部的皮肤层包括包覆在腰部下圆筒外的第一罩壳、以及包覆在肋板外的第二罩壳。

所述大臂的骨架层包括：与所述肘部连接的上圆盘、与所述腰部连接的下圆盘、以及连接该上、下圆盘的中间桁架，上圆盘和下圆盘用于安装RV减速器，中间桁架用于线路走线，所述大臂的皮肤层包括：外壳，该外壳包覆在骨架层外。

所述肘部的骨架层包括：与所述小臂连接的肘部上圆筒、与所述大臂连接的肘部下圆筒、以及送丝机安装台，肘部上圆筒用于安装谐波减速器，肘部下圆筒用于安装RV减速器，送丝机安装台上设置两个螺纹孔，用于固定机器人的送丝机。

所述小臂的骨架层包括：小臂头和小臂杆，小臂头为叉形结构，通过谐波减速器与所述腕部连接，小臂杆的两端分别连接所述肘部和小臂头，用于传递着机器人前半身所需的力矩和扭矩，内部供线路走线；所述小臂的皮肤层包括：包覆在小臂头外的小臂盖、以及包覆在小臂杆外的小臂套。

所述腕部呈方锥型结构，其内部安装有电机。

相比于现有技术，本发明的优势在于：揭示了一种轻便型焊接机器人，其包括：基座、腰部、大臂、肘部、小臂和腕部，该六个部件依次通过减速器相互连接，并且均为皮肤骨架结构，即内部为骨架层，外部为皮肤层，通过皮肤包络骨架的结构，在保证刚度、强度足够的前提下，大大减轻了焊接机器人的重量，提高了机器人运动的平稳性，降低了机器人成本。

附图说明

图1是带有皮肤层的轻便型焊接机器人的立体图。

图2是不带皮肤层的轻便型焊接机器人的立体图。

图3是基座的立体图。

图4是基座的结构分解图。

图5是腰部的立体图。

图6是大臂的骨架层的立体图。

图7是大臂的外壳的立体图。

图8为肘部的立体图。

图9是肘部另一个角度的立体图。

图10是小臂的结构分解图。

图11是腕部的立体图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。

参照图1和图2，轻便型焊接机器人包括基座1、腰部2、大臂3、肘部4、小臂5、腕部6；基座1通过RV减速器与腰部2连接，构成机器人的第一个关节；腰部2通过RV减速器与大臂3连接，构成机器人的第二个关节；大臂3通过RV减速器与肘部4连接，构成机器人的第三个关节；肘部4通过谐波减速器与小臂5连接，构成机器人的第四个关节；小臂5通过谐波减速器与腕部6连接，构成机器人的第5个关节；腕部6通过谐波减速器与机器人末端执行器连接，构成机器人的第六个关节。基座1、腰部2、大臂3、肘部4、小臂5和腕部6均由骨架层和包覆在骨架层外的皮肤层构成，均为皮肤骨架式结构，骨架层作为机器人的支撑结构，皮肤层用于机器人的外观美化，极大避免了机器人的笨重结构。具体地，

参照图3和图4，基座1的骨架层包括：底盘11、支撑架12、以及若干根支撑柱13，皮肤层包括：第一壳体14和第二壳体15。底盘11上方设置有凸起，用于安装第一关节的RV减速器，底盘11上还开设有4个沉孔，用于将基座1固定在工作台上，同时也起到支撑整个机器人的作用。支撑架12通过螺钉固定于底盘11上，用于安装机器人的接线。若干根支撑柱13均垂直安装在底盘11上。第一壳体14和第二壳体15分别通过螺钉固定于支撑架12和支撑柱13外，整个皮肤层包络着基座1的骨架，起美化机器人外观的作用，同时采用包络结构使得基座内部有足够的空间用于存放机器人线缆。

参照图5，腰部2是机器人重要的转接零件，其骨架层包括：腰部上圆筒21、腰部下圆筒22、以及连肋板（图未示），其皮肤层包括：第一罩壳23和第二罩壳24。腰部上圆筒21和腰部下圆筒22用于安装RV减速器，分别与大臂3和基座1连接，腰部上圆筒21和腰部下圆筒22的相对位置确定了机器人第一关节和第二关节的相对位置，两者的内部均开设有油封槽和孔用卡环槽，内表面加工精度及配合精度要求高。肋板用于连接该腰部上、下圆筒21、22，并且起着支撑的作用，其内部还可用于安装由基座1引上来的机器人线缆。第一罩壳23与基座1的第二壳体15尺寸大小相一致，其包覆在腰部下圆筒22外，第二罩壳24包覆在肋板外，两者共同构成机器人的皮肤层。

参照图6和图7，大臂3是确定机器人末端运动空间范围的一重要部件，其骨架层包括：上圆盘31、下圆盘32、中间桁架33，皮肤层为外壳34。上、下圆盘31、32均用于安装RV减速器，并且上圆盘31与肘部4连接，下圆盘32与腰部2连接。中间桁架33连接在上、下圆盘31、32之间，其减轻了整个大臂3的重量，减小大臂3在运动过程中的振动影响，提高平稳性，同时中间桁架33能够保证大臂内部有较大的空间，用于机器人的走线。由于大臂3是腰部2的负载，灵活性要求比较高，因此中间桁架33选用高强度低质量的铝合金材料。外壳34的形状与骨架层的形状相匹配，其包覆在骨架层外。

参照图8和图9，肘部4的骨架层包括肘部上圆筒41、肘部下圆筒42、送丝机安装台43。肘部上圆筒41用于安装谐波减速器，与小臂5连接，肘部下圆筒42用于安装RV减速器，与大臂3连接；肘部下圆筒42内部开设有油封槽和孔用卡环槽。送丝机安装台43上开设有两个螺纹孔44，用于固定机器人的送丝机，安装台的一侧通过两根杆件45支撑，避免四周的板状结构，减轻肘部零件的重量。送丝机安装台43的下方还可以存放机器人的线缆的接线头。

参照图10，小臂5的骨架层包括：小臂头51和小臂杆52，皮肤层包括：小臂盖53和小臂套54。小臂头51为叉形结构，其上安装有电机和皮带轮，并通过谐波减速器与腕部6连接。小臂杆52连接着肘部4和小臂头51，其内部为中空结构，便于机器人内部走线，同时传递着机器人前半身所需的力矩、扭矩。小臂盖53包覆在小臂头51外，小臂套54包覆在小臂杆52外，两者起着美化机器人外观的作用。

参照图11，腕部6为方锥型结构，其内部安装着电机，并通过谐波减速器与机器人末端执行器连接。

综上所述，本发明的轻便型焊接机器人包括：基座、腰部、大臂、肘部、小臂和腕部，该六个部件依次通过减速器相互连接，并且均为皮肤骨架结构，即内部为骨架层，外部为皮肤层，通过皮肤包络骨架的结构，在保证刚度、强度足够的前提下，大大减轻了焊接机器人的重量，提高了机器人运动的平稳性，降低了机器人成本。