一种六自由度八杆串并联喷涂机器人的制作方法

文档序号:9339171阅读:168来源:国知局
一种六自由度八杆串并联喷涂机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域,特别是一种六自由度八杆串并联喷涂机器人。
【背景技术】
[0002]随着现代喷涂工艺的不断发展和完善,对喷涂机技术的改革也时刻进行着,而今自动化工业生产的要求逐渐提高,安全生产、环保生产等原则的不断贯彻,喷涂机器人的出现就成为了必然,而这种高科技的喷涂设备也能很好的迎合各种工件的这些要求。
[0003]喷涂机器人又叫喷漆机器人,是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成。多采用5或6自由度关节式结构,结构紧凑,手臂有较大的运动空间,并可做复杂的轨迹运动,其腕部一般有2?3个自由度,可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕,既可向各个方向弯曲,又可转动,其动作类似人的手腕,能方便地通过较小的孔伸入工件内部,喷涂其内表面。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。
[0004]现有的喷涂机器人大多采用伺服电机驱动的六自由度串联结构,这种结构所有电机都安装在手臂关节处,使得机器人整体刚度低,动态性能差,关节累计误差大,转动惯量大,工作范围有限,这些因素直接影响着喷涂机器人的喷涂效率,降低了喷涂质量,增加了喷涂时间,延长了喷涂时间,从而增加了喷涂成本。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于提供一种六自由度八杆串并联喷涂机器人,除了必须具备传统喷涂机器人结构紧凑,可做复杂轨迹运动等优点,克服传统喷涂机器人转动惯量大,动态性能差,工作空间有限,关节误差累计等特点之外,还应将部分原安装于手臂上的电机安装于机架上来减轻手臂重量,使其满足多种工作需求。
[0006]本发明通过以下技术方案达到上述目的:一种六自由度八杆串并联喷涂机器人,包括底座旋转套筒、底座盖、旋转机架、第一主动杆、第二主动杆、支撑杆、第一主动连杆、第二主动连杆、动臂台、转动臂、摆臂、喷头台、喷头、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机、第六伺服电机、第一减速器、第二减速器、第三减速器、第四减速器、第五减速器以及第六减速器。具体结构和连接关系为:
[0007]所述第一伺服电机连接在第一减速器上,第一减速器通过第一转动副与底座盖连接,底座盖与底座旋转套筒固定连接,旋转机架通过第一转动副与第一减速器连接。
[0008]所述第二伺服电机连接在第二减速器上,第二减速器通过第二转动副与旋转机架连接,第一主动杆通过第二转动副与第二减速器连接,第一主动杆另一端通过第五转动副与第一主动连杆连接,第一主动连杆另一端通过第六转动副与支撑杆连接。
[0009]所述第三伺服电机连接在第三减速器上,第三减速器通过第四转动副与旋转机架连接,第二主动杆通过第四转动副与第三减速器连接,第二主动杆另一端通过第七转动副与第二主动连杆连接,第二主动连杆另一端通过第九转动副与动臂台连接。
[0010]所述支撑杆通过第三转动副与旋转机架连接,支撑杆另一端通过第八转动副与动臂台连接。
[0011]所述第四伺服电机连接在第四减速器上,第四减速器通过第十转动副与动臂台连接,转动臂通过第十转动副与第四减速器连接。
[0012]所述第五伺服电机连接在转动臂上,第五减速器通过第十一转动副与转动臂连接,第五减速器通过第十一转动副与第五伺服电机连接。
[0013]所述摆臂通过第十一转动副与第五减速器连接,第六伺服电机连接在第六减速器上,第六减速器通过第十二转动副与摆臂连接。
[0014]所述喷头台通过第十二转动副与第六减速器连接,喷头固定连接在喷头台上。
[0015]本发明的突出优点在于:
[0016]1.利用串并联机构代替原有单一串联结构,使得原来部分安装于手臂上的电动机能够安装在机架上,减轻了手臂自身重量,降低了其转动惯量,提高了其动态性能,提高了结构刚度,减少了原有手臂重量所带来的关节累计误差,提高了喷涂精度和速度。
[0017]2.通过使用多连杆机构,扩大了原有串联六自由度机器人的工作范围。
[0018]3.通过运用平行四边形机构,使得机器人控制编程难度降低,能够实现更加复杂的轨迹运动。
【附图说明】
[0019]图1为本发明所述的六自由度八杆串并联喷涂机器人的结构示意图。
[0020]图2为本发明所述的六自由度八杆串并联喷涂机器人底座部分分解图一。
[0021]图3为本发明所述的六自由度八杆串并联喷涂机器人转动臂部分分解图二。
[0022]图4为本发明所述的六自由度八杆串并联喷涂机器人喷头台部分分解图三。
[0023]图5为本发明所述的六自由度八杆串并联喷涂机器人整体效果图。
【具体实施方式】
[0024]对照图1至图4,本发明所述的六自由度八杆串并联喷涂机器人,包括底座旋转套筒3、底座盖2、旋转机架1、第一主动杆4、第二主动杆13、支撑杆6、第一主动连杆5、第二主动连杆12、动臂台7、转动臂8、摆臂9、喷头台10、喷头11、第一伺服电机14、第二伺服电机16、第三伺服电机18、第四伺服电机20、第五伺服电机22、第六伺服电机24、第一减速器15、第二减速器17、第三减速器19、第四减速器21、第五减速器23、第六减速器25,具体结构和连接方式为:
[0025]所述第一伺服电机14连接在第一减速器15上,第一减速器15通过第一转动副26与底座盖2连接,底座盖2与底座旋转套筒3固接,旋转机架I通过第一转动副26与第一减速器15连接。
[0026]所述第二伺服电机16连接在第二减速器17上,第二减速器17通过第二转动副27与旋转机架I连接,第一主动杆4通过第二转动副27与第二减速器17连接,第一主动杆4另一端通过第五转动副30与第一主动连杆5连接,第一主动连杆5另一端通过第六转动副31与支撑杆6连接。
[0027]所述第三伺服电机18连接在第三减速器19上,第三减速器19通过第四转动副29与旋转机架I连接,第二主动杆13通过第四转动副29与第三减速器19连接,第二主动杆13另一端通过第七转动副32与第二主动连杆12连接,第二主动连杆12另一端通过第九转动副34与动臂台7连接。
[0028]对照图1,所述支撑杆6通过第三转动副28与旋转机架I连接,支撑杆6另一端通过第八转动副33与动臂台7连接。
[0029]对照图1和图3,所述第四伺服电机20连接在第四减速器21上,第四减速器21通过第十转动副35与动臂台7连接,转动臂8通过第十转动副35与第四减速器21连接。
[0030]对照图1和图3,所述第五伺服电机22固接在转动臂8上,第五减速器23通过第十一转动副36与转动臂8连接,第五减速器23通过第十一转动副36与第五伺服电机22连接。
[0031]对照图1、图3和图4,所述摆臂9通过第十一转动副36与第五减速器23连接,第六伺服电机24连接在第六减速器25上,第六减速器25通过第十二转动副37与摆臂9连接。
[0032]对照图4,所述喷头台10通过第十二转动副37与第六减速器25连接,喷头11固接在喷头台10上。
[0033]工作原理及过程:
[0034]对照图1、图2、图3、图4,所述的六自由度八杆串并联喷涂机器人在各个工况中,空间移动工况,第一主动杆4围绕第二转动副27转动并通过第五转动副30带动第一主动连杆5转动,第一主动连杆5通过第六转动副31带动支撑杆6转动,第二主动杆13围绕第四转动副29转动并通过第七转动副32带动第二主动连杆12转动,支撑杆6和第二主动杆连杆12共同带动动臂台7运动,再通过动臂台7、转动臂8、摆臂9、喷头台10之间的连接使得喷头11可上下前后运动,再通过旋转机架I围绕第一转动副26的转动配合喷头11的上下前后运动使得喷头11左右运动,从而使得喷头11可在一定空间范围内任意移动。空间转动工况,通过旋转机架I绕第一转动副26的转动、转动臂8绕第十转动副35的转动、摆臂9绕第^^一转动副36的转动、喷头台10绕第十二转动副37的转动的控制配合使得喷头11可在一定空间范围内任意转动。
【主权项】
1.一种六自由度八杆串并联喷涂机器人,包括底座旋转套筒、底座盖、旋转机架、第一主动杆、第二主动杆、支撑杆、第一主动连杆、第二主动连杆、动臂台、转动臂、摆臂、喷头台、喷头、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机、第六伺服电机、第一减速器、第二减速器、第三减速器、第四减速器、第五减速器以及第六减速器,其特征在于,具体结构和连接关系为: 所述第一伺服电机连接在第一减速器上,第一减速器通过第一转动副与底座盖连接,底座盖与底座旋转套筒固定连接,旋转机架通过第一转动副与第一减速器连接, 所述第二伺服电机连接在第二减速器上,第二减速器通过第二转动副与旋转机架连接,第一主动杆通过第二转动副与第二减速器连接,第一主动杆另一端通过第五转动副与第一主动连杆连接,第一主动连杆另一端通过第六转动副与支撑杆连接, 所述第三伺服电机连接在第三减速器上,第三减速器通过第四转动副与旋转机架连接,第二主动杆通过第四转动副与第三减速器连接,第二主动杆另一端通过第七转动副与第二主动连杆连接,第二主动连杆另一端通过第九转动副与动臂台连接, 所述支撑杆通过第三转动副与旋转机架连接,支撑杆另一端通过第八转动副与动臂台连接, 所述第四伺服电机连接在第四减速器上,第四减速器通过第十转动副与动臂台连接,转动臂通过第十转动副与第四减速器连接, 所述第五伺服电机连接在转动臂上,第五减速器通过第十一转动副与转动臂连接,第五减速器通过第十一转动副与第五伺服电机连接, 所述摆臂通过第十一转动副与第五减速器连接,第六伺服电机连接在第六减速器上,第六减速器通过第十二转动副与摆臂连接, 所述喷头台通过第十二转动副与第六减速器连接,喷头固定连接在喷头台上。
【专利摘要】一种六自由度八杆串并联喷涂机器人,该喷涂机器人的第一主动杆、第二主动杆、支撑杆与旋转机架连接,第一主动连杆、第二主动连杆分别与第一主动杆、第二主动杆连接,动臂台与支撑杆和第二主动连杆连接,转动臂与动臂台连接,摆臂与转动臂连接,喷头台连接于摆臂上,喷头连接在喷头台上。本发明采用串并联一体结构代替原有机器人所运用的单一串联结构,刚度高,并将平行四边形连杆机构应用于本发明上,易于实现精确控制,适用于制造各类机械手臂及其他工程机械。
【IPC分类】B05B13/04, B25J9/08
【公开号】CN105058381
【申请号】CN201510449544
【发明人】蔡敢为, 陈渊, 张永文, 李智杰, 李俊明, 王湘, 王龙, 李荣康, 段铭钰, 彭凡, 黄逸哲, 黄海东
【申请人】广西凯纵机械制造有限公司, 广西大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月28日
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