一种五自由度喷涂机器人的制作方法

文档序号:11119808阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种五自由度喷涂机器人,其特征在于,包括:基座、升降臂、大臂、小臂、腕部和输出轴,其中:

所述升降臂安装在所述基座上,且所述升降臂相对于所述基座做上下升降平移运动;所述大臂的一端安装在所述升降臂的下端,且所述大臂相对于所述升降臂做旋转运动;所述小臂的一端连接所述大臂的另一端,且所述小臂绕所述大臂做旋转运动;所述腕部安装在所述小臂的另一端,且所述腕部相对于所述小臂做旋转运动;所述输出轴安装在所述腕部上,所述输出轴上安装喷头,所述输出轴相对于所述腕部做旋转运动,从而带动喷头相对于所述腕部做旋转运动,即实现所述机器人的五自由度运动;

所述大臂相对于所述升降臂的旋转轴线、所述小臂相对于所述大臂的旋转轴线与所述腕部相对于所述小臂的旋转轴线方向相同,且均平行于所述升降臂相对于所述基座平移的轴线方向;所述输出轴相对于所述腕部的旋转轴线与所述腕部相对于所述小臂的旋转轴线垂直且相交;

所述小臂、腕部和输出轴,它们的驱动部件均安装于大臂的前端,驱动部件通过一级或多级同步带传递到小臂、腕部和输出轴。

2.根据权利要求1所述的一种五自由度喷涂机器人,其特征在于,所述基座上安装有升降电机、涡轮蜗杆减速器以及滑块安装架,所述升降臂的下端安装有升降臂底部件,该部件与升降臂一起上下运动,所述升降臂的一侧安装有齿条、另外三侧安装有滑轨;其中:所述升降电机连接涡轮蜗杆减速器的输入端;涡轮蜗杆减速器的输出轴上安装有齿轮,齿轮与升降臂一侧的齿条配合;滑块安装架上安装有滑块,滑块与升降臂上的滑轨配合;

所述升降电机驱动蜗轮蜗杆减速器,通过蜗轮蜗杆输出轴上的齿轮与升降臂一侧的齿条配合,从而驱动升降臂上下运动,即实现所述升降臂相对于所述基座做上下升降平移运动,同时通过滑块安装架上的滑块与升降臂上的滑轨配合,以保证所述升降臂沿竖直方向位移并承受弯矩。

3.根据权利要求2所述的一种五自由度喷涂机器人,其特征在于,在所述基座上还安装有基座密封罩,用于罩住升降电机和涡轮蜗杆减速器,以形成一密闭空间;所述蜗轮蜗杆减速器的输出轴与基座密封罩间安装有密封轴承以实现动密封;

在所述基座密封罩的上端安装有密封电缆接头和气门嘴,分别用于密封进入密闭空间的电缆以及向密闭空间充入惰性气体,以增加密封和防爆性能;在所述基座密封罩的侧端安装有重载连接器,用于输出线缆,使所述机器人具有良好的密封防爆性能。

4.根据权利要求1所述的一种五自由度喷涂机器人,其特征在于,所述升降臂为中空结构用于走线,在升降臂的上端安装有密封电缆接头,用于密封穿出的线缆;在升降臂的下端与基座之间安装有防尘罩。

5.根据权利要求1所述的一种五自由度喷涂机器人,其特征在于,所述升降臂下端设有升降臂底部件,所述大臂的一端与升降臂底部件连接,所述升降臂底部件的一侧平行安装有大臂电机、大臂RV减速器,实现所述大臂相对于所述升降臂的旋转运动。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种五自由度喷涂机器人,其特征在于,所述大臂为中空结构,内部贯穿小臂同步带、腕部前端同步带和输出轴前端同步带;大臂上安装有小臂电机、腕部电机和输出轴电机,小臂电机、腕部电机和输出轴电机的输出轴上均安装有同步带轮,用于分别连接大臂中空结构内的小臂同步带、腕部前端同步带和输出轴前端同步带以向后传递扭矩;在大臂的下端安装张紧轮,用于实现小臂同步带、腕部前端同步带和输出轴前端同步带的张紧。

7.根据权利要求6所述的一种五自由度喷涂机器人,其特征在于,所述大臂电机设置有大臂密封罩,大臂密封罩罩住大臂电机并与升降臂的中空结构连通,以形成一密闭空间;大臂电机与升降臂底部件之间安装密封轴承实现动密封;在大臂密封罩的上端安装有密封电缆接头和气门嘴,分别用于密封进入的密闭空间的电缆以及向密闭空间充入惰性气体,以增加密封和防爆性能;

所述小臂电机、腕部电机和输出轴电机通过设置三轴密封罩罩住以形成一密封空间;小臂电机、腕部电机和输出轴电机的输出轴与大臂之间均安装密封轴承来实现动密封;在三轴密封罩的上端安装密封电缆接头和气门嘴,分别用于密封密封空间输出的电缆以及该密闭空间充入惰性气体,以增加密封和防爆性能。

8.根据权利要求6所述的一种五自由度喷涂机器人,其特征在于,所述小臂为中空结构,内部贯穿腕部后端同步带、输出轴后端同步带;小臂的一端与大臂连接,在小臂与大臂的相对转动处安装有三根转轴,即:小臂转轴、腕部过渡轴、输出轴前端过渡轴,腕部过渡轴在小臂转轴上自由旋转,输出轴前端过渡轴在腕部过渡轴上自由旋转;其中:

所述小臂转轴上安装有同步带轮与大臂中空结构里的小臂同步带相连,小臂转轴一端连接小臂谐波减速器的输入端,小臂谐波减速器的输出端连接小臂一端上侧;

所述腕部过渡轴上安装有两个同步带轮,其中一个与大臂中空结构里的腕部前端同步带相连,另一个与腕部后端同步带相连;

所述输出轴前端过渡轴上安装有两个同步带轮,其中一个与大臂中空结构里的输出轴前端同步带相连,另一个与输出轴后端同步带相连;

所述小臂的下端安装有张紧轮,以实现腕部后端同步带和输出轴后端同步带的张紧。

9.根据权利要求8所述的一种五自由度喷涂机器人,其特征在于,所述腕部与小臂的另一端连接,在腕部与小臂的转动处安装有里、外两根轴即腕部转轴、输出轴后端过渡轴,输出轴后端过渡轴在腕部转轴上自由转动;其中:

所述腕部转轴上安装有同步带轮与小臂中空结构内的腕部后端同步带相连,腕部转轴的一端连接腕部谐波减速器的输入端,腕部谐波减速器的输出端连接腕部;

所述输出轴后端过渡轴上安装有与小臂中空结构内的输出轴后端同步带相连的同步带轮,以及用于向后传动的锥齿轮。

10.根据权利要求9所述的一种五自由度喷涂机器人,其特征在于,所述输出轴上安装有锥齿轮,用于与输出轴后端过渡轴上的锥齿轮配合;输出轴连接输出谐波减速器的输入端,输出谐波减速器的输出端通过输出法兰安装喷头。

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