一种结构紧凑的多用途机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种结构紧凑的多用途机器人。
【背景技术】
[0002]随着自动化装备与机器人技术的发展，各种坐标式机床、加工中心以及关节型工业机器人相继问世，并逐渐形成了坐标式和关节式两类通用运动平台，在这两类运动平台末端连接不同作业头，可完成各种各样的作业任务。
[0003]但是，对于工件类作业对象，这两类通用运动平台存在以下缺点:其一，实现整周作业的运动复杂，需要三个以上自由度联动完成；其二，这两类运动平台采用空间坐标数据驱动作业头作业，因而需要预先知道工件轮廓的精确尺寸；其三，由于作业头需要达到精确的空间位置，就要求这两类运动平台的每个自由度都具有高的精度，因而造价高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出一种结构紧凑的多用途机器人，不仅能够对板件和曲面作业，还能够很好地适用于各类工件作业任务，包括中心线为空间形状或封闭形状的复杂工件，应用于工件作业时，具有造价低、作业前只需明确工件中心线位置而无需知道工件轮廓精确位置、实现绕工件整周作业运动所需自由度少、便于使用维护等优点。
[0005]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种结构紧凑的多用途机器人；包括安装座、弧形齿条、弧形平面轨道、齿条驱动机构、伸缩机构、工作臂和工作头，所述工作头设于所述工作臂的一端；所述安装座内套装有弧形平面轨道，所述弧形平面轨道与所述安装座通过滑动副或滚动副配合，所述弧形平面轨道为中心线弯曲且不封闭的弧线形，所述弧形齿条固定安装于所述弧形平面轨道，所述弧形齿条的齿可向弧形平面轨道的内侧或外侧安装，所述工作臂设置在所述弧形齿条的末端，所述工作头在所述伸缩机构带动下可伸缩；
[0007]所述齿条驱动机构包括齿轮和齿轮驱动机构，所述齿轮安装于所述安装座，所述弧形齿条与所述齿轮啮合，所述齿轮驱动机构驱动所述齿轮在所述弧形齿条上转动，从而带动所述弧形平面轨道沿所述安装座内的轨道运动。
[0008]进一步的，所述安装座包括左侧壁、右侧壁和连接所述左侧壁与右侧壁的底壁，所述弧形平面轨道设置于所述左侧壁和右侧壁，所述齿轮的轴安装于所述左侧壁和右侧壁之间，所述弧形齿条的内侧或外侧设置齿，所述弧形齿条被限制于所述齿轮、左侧壁、右侧壁和底壁之间。
[0009]进一步的，所述左侧壁和右侧壁分别设有可绕竖直轴转动的平面滚轮，所述平面滚轮的外圆柱面与所述弧形平面轨道的前后侧平面相切；
[0010]所述弧形平面轨道的前后侧平面分别设有与其弧形相适应的弧面轨道，所述左侧壁和右侧壁分别设有可绕水平轴转动的两个弧面滚轮；所述弧形平面轨道的同一侧面上，两所述弧面滚轮分别设置在所述弧面轨道的两侧并分别与弧面轨道的内外弧面相切。
[0011]进一步的，所述弧形平面轨道的末端设置有垂直于所述弧形齿条的切线方向的基座，所述基座向所述弧形齿条的外侧伸展。
[0012]进一步的，所述弧形齿条的末端设置有垂直于所述弧形齿条的切线方向的伸缩臂基座，所述工作臂设置在所述伸缩臂基座；所述伸缩臂基座与所述弧形齿为一体制成或通过螺钉固定连接，所述伸缩机构设置在所述伸缩臂基座。
[0013]进一步的，所述伸缩机构包括上侧导轨、下侧导轨、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、螺母、丝杆和丝杆动力机构；所述上侧导轨和下侧导轨安装于所述伸缩臂基座，所述上侧滑块和下侧滑块分别沿所述上侧导轨和下侧导轨滑动，所述工作头基座同时固定安装于所述上侧滑块和下侧滑块，所述螺母固定安装于所述工作头基座并与所述丝杆螺纹配合，所述丝杆动力机构安装于所述伸缩臂基座并驱动所述丝杆转动，所述工作臂安装于所述工作头基座。
[0014]进一步的，所述工作臂向所述弧形齿条的内圈侧伸展。
[0015]进一步的，所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、连接块、伸缩皮带、伸缩皮带动力机构和伸缩皮带轮；所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座，所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道，所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块，所述工作头基座通过所述连接块与所述伸缩皮带固定连接，所述伸缩皮带套在所述伸缩皮带轮，并在所述伸缩皮带动力机构的带动下驱动所述工作头基座；
[0016]或者:所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、连接块、伸缩链条、伸缩链条动力机构和伸缩链轮；所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座，所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道，所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块，所述工作头基座通过所述连接块与所述伸缩链轮固定连接，所述伸缩链条套在所述伸缩链轮，并在所述伸缩链条动力机构的带动下驱动所述工作头基座。
[0017]进一步的，所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、伸缩齿条、伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构；所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座，所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道，所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块，所述伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构安装于所述伸缩臂基座，所述伸缩齿条固定安装于所述工作头基座，所述伸缩齿轮与所述伸缩齿条啮合；
[0018]或者:所述伸缩机构包括上侧轨道、下侧轨道、上侧滑块、下侧滑块、工作头基座、伸缩齿条、伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构；所述上侧轨道和下侧轨道安装于所述伸缩臂基座，所述上侧滑块和下侧滑块分别滑动于所述上侧轨道和下侧轨道，所述工作头基座同时安装于所述上侧滑块和下侧滑块，所述伸缩齿轮和伸缩齿轮动力机构安装于所述工作头基座，所述伸缩齿条固定安装于所述伸缩臂基座，所述伸缩齿轮与所述伸缩齿条啮合。
[0019]进一步的，所述伸缩机构包括一条伸缩滑轨、一个伸缩滑块、工作头基座、伸缩丝杆和伸缩丝杆动力机构；
[0020]所述伸缩滑轨安装于所述伸缩臂基座，所述伸缩滑块滑动于所述伸缩滑轨，所述伸缩丝杆安装于所述伸缩臂基座并啮合于所述工作头基座设置的螺母，所述伸缩丝杆在所述伸缩丝杆动力机构的驱动下带动所述工作头基座移动。
[0021]本发明的有益效果:工作头可适应性装夹成用于磨削、抛光、焊接、喷涂、钻孔、铆接等作业的加工工具，作业前只需明确管件中心线位置而无需知道管件轮廓精确位置，具有实现绕管件整周作业运动所需自由度少、造价低、便于使用维护等优点。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的一个实施例的立体图；
[0023]图2是本发明的一个实施例的正视图；
[0024]图3是本发明中伸缩机构的实施例1的结构示意图；
[0025]图4是本发明中伸缩机构的实施例2的结构示意图；
[0026]图5是本发明中伸缩机构的实施例3的结构示意图；
[0027]图6是本发明中伸缩机构的实施例4的结构示意图。
[0028]其中:安装座1，左侧壁101，右侧壁102，底壁103，平面滚轮104，弧面滚轮105 ；
[0029]弧形平面轨道2，弧形齿条201，弧面轨道202 ；
[0030]齿轮3，伸缩臂基座304 ；
[0031]上侧导轨401，下侧导轨402，上侧滑块403，下侧滑块404，工作头基座405，螺母406，丝杆407，丝杆
[0032]动力机构408 ;上侧轨道411，下侧轨道412，上侧滑块413，下侧滑块414，连接块416，伸缩皮带417，伸缩皮带动力机构418，伸缩皮带轮419，伸缩齿条426，伸缩齿轮427，伸缩齿轮动力机构428 ;伸缩滑轨431，伸缩滑块432，伸缩丝杆433，伸缩丝杆动力机构434 ；
[0