一种空间多自由度可控机构式微调焊接机器人的制作方法

本发明涉及焊接机器人领域，尤其涉及一种空间多自由度可控机构式微调焊接机器人。

背景技术：

焊接机器人是从事焊接的工业机器人。根据国际标准化组织工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。

现有的焊接机器人大多只能进行表面的焊接操作，难以在一些体积较大且升降程序繁琐的设备底部进行焊接，汽车的底盘需要进行焊接时，传统的焊接机器人难以进入汽车底部，并且不利于找到实际的焊接点，造成焊接位置偏差，影响焊接效果。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种空间多自由度可控机构式微调焊接机器人。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种空间多自由度可控机构式微调焊接机器人，包括安装壳体，所述安装壳体的上方放置有活动基座，所述安装壳体的顶部四端均固定连接有连接杆，每个所述连接杆的顶端均贯穿活动基座的侧面并延伸出去固定连接有挡板，所述安装壳体和活动基座之间的连接杆上均套设有第一弹簧；

所述安装壳体的顶部中心处固定连接有螺杆，所述螺杆的顶端贯穿活动基座的侧面并延伸出去螺纹连接有连接环，所述活动基座和连接环之间的螺杆上套设有套环，所述套环的外壁直径小于连接环的外壁直径，所述套环上设有滑动部件，所述套环上套设有第二齿轮，所述活动基座的底部固定安装有步进电机，所述步进电机输出轴上固定连接有转动轴，所述转动轴的一端贯穿活动基座的侧面并延伸出去固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮相啮合，所述第二齿轮上通过调节部件连接有焊接头。

优选的，所述滑动部件包括多个滚珠，所述套环的顶部开有环形槽，多个所述滚珠均位于环形槽内，每个所述滚珠的内部均插设有连接轴，每个所述连接轴的两端均固定连接在环形槽内的两侧。

优选的，多个所述滚珠围绕环形槽均匀分布，每个所述滚珠的一端均位于环形槽的上方，所述滚珠的一端和连接环的底部相接触。

优选的，所述调节部件包括固定杆，所述固定杆固定连接在第二齿轮一侧的顶部，所述固定杆的顶部开有贯穿至底部的弧形槽，所述弧形槽内的一端放置有滑动块，所述滑动块的顶部固定连接有焊接头，所述滑动块上插设有圆形杆，所述圆形杆的两端分别固定连接在弧形槽内的两端，所述第二齿轮和滑动块之间的圆形杆上套设有第二弹簧，所述焊接头上连接有限位部件。

优选的，所述限位部件包括固定环，所述固定环固定连接在焊接头的一侧，所述固定环上方放置有拉环，所述拉环的底部固定连接有限位杆，所述限位杆的一端从固定环中延伸出去并固定连接有挡环，所述固定环和挡环之间的限位杆上套设有第三弹簧，所述固定杆的一侧固定连接有多个限位块。

优选的，所述限位块呈均匀分布，所述限位块和限位杆位于同一侧。

优选的，所述限位杆的底部和限位块的底部相平齐，所述挡环的底部和限位块的顶部相平齐。

优选的，所述安装壳体的底部固定连接有底板，所述底板的底部中心处固定连接有圆形环，所述圆形环的底部有多个辅助万向轮，所述底板的顶部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴贯穿底板侧面并延伸出去固定连接有电动万向轮，所述电动万向轮位于圆形环内。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、启动步进电机，步进电机工作带动转动轴转动，转动轴带动第一齿轮进行转动，第二齿轮配合第一齿轮进行啮合转动，然后移动焊接头，使焊接头底部的滑动块沿着圆形杆滑动，通过调节焊接头在固定杆上的位置，并且通过第二齿轮转动带动固定杆进行转动，从而使焊接头能够精确的调节焊接点，有利于提高焊接的准确性，保证焊接的效果。

2、活动基座通过四个连接杆贯穿连接，使活动基座的四端能够沿着连接杆进行上下移动，连接环围绕螺杆向下移动时挤压套环向下移动，套环挤压活动基座向下移动，从而使整个焊接机器人的高度降低，方便适应不同底盘高度的汽车。

3、启动驱动电机，驱动电机带动电动万向轮移动，从而带动焊接机器人进行移动，圆形环底部的多个辅助万向轮配合电动万向轮进行配合移动，方便焊接机器人进行转向移动，从而顺利的进入汽车底盘内。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧剖面结构示意图；

图3为本发明的底部结构示意图；

图4为本发明的半剖面结构示意图；

图5为本发明的套环内部结构示意图；

图6为本发明图2中的a处结构放大示意图；

图7为本发明图4中的b处结构放大示意图；

图8为本发明图5中的c处结构放大示意图；

图9为本发明图2中的d处结构放大示意图。

图中：安装壳体1、活动基座2、连接杆3、第一弹簧4、挡板5、底板6、圆形环7、电动万向轮8、辅助万向轮9、驱动电机10、第一齿轮11、转动轴12、第二齿轮13、连接环14、螺杆15、步进电机16、固定杆17、套环18、环形槽19、滚珠20、连接轴21、弧形槽22、圆形杆23、第二弹簧24、焊接头25、固定环26、拉环27、限位杆28、第三弹簧29、挡环30、限位块31、滑动块32。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1-9所示的一种空间多自由度可控机构式微调焊接机器人，包括安装壳体1，安装壳体1的底部固定连接有底板6，底板6的底部中心处固定连接有圆形环7，圆形环7的底部有多个辅助万向轮9，底板6的顶部固定安装有驱动电机10，驱动电机10的输出轴贯穿底板6侧面并延伸出去固定连接有电动万向轮8，电动万向轮8位于圆形环7内，安装壳体1的上方放置有活动基座2，安装壳体1的顶部四端均固定连接有连接杆3，每个连接杆3的顶端均贯穿活动基座2的侧面并延伸出去固定连接有挡板5，安装壳体1和活动基座2之间的连接杆3上均套设有第一弹簧4。

实施方式具体为：

在使用时，通过启动驱动电机10，驱动电机10带动电动万向轮8移动，从而带动焊接机器人进行移动，圆形环7底部的多个辅助万向轮9配合电动万向轮8进行配合移动，方便焊接机器人进行转向移动，从而顺利的进入汽车底盘内，活动基座2通过四个连接杆3贯穿连接，使活动基座2的四端能够沿着连接杆3进行上下移动，连接杆3顶部的挡板5能够抵住活动基座2的顶部，防止活动基座2从连接杆3的上方脱落，连接杆3上套设的第一弹簧4通过自身的弹性作用，挤压活动基座2的底部，使活动基座2始终位于连接杆3的顶端。

安装壳体1的顶部中心处固定连接有螺杆15，螺杆15的顶端贯穿活动基座2的侧面并延伸出去螺纹连接有连接环14，活动基座2和连接环14之间的螺杆15上套设有套环18，套环18的外壁直径小于连接环14的外壁直径，套环18上设有滑动部件，滑动部件包括多个滚珠20，套环18的顶部开有环形槽19，多个滚珠20均位于环形槽19内，每个滚珠20的内部均插设有连接轴21，每个连接轴21的两端均固定连接在环形槽19内的两侧，多个滚珠20围绕环形槽19均匀分布，每个滚珠20的一端均位于环形槽19的上方，滚珠20的一端和连接环14的底部相接触。

实施方式具体为：

在使用的过程中，通过转动连接环14，使连接环14在螺杆15上螺纹转动，并且向下移动，连接环14的底部和套环18内的滚珠20接触，并且使滚珠20围绕连接轴21进行转动，减少转动时产生的摩擦力，连接环14围绕螺杆15向下移动时挤压套环18向下移动，套环18挤压活动基座2向下移动，从而使整个焊接机器人的高度降低，方便适应不同底盘高度的汽车，从而顺利的进行汽车底部。

套环18上套设有第二齿轮13，活动基座2的底部固定安装有步进电机16，步进电机16输出轴上固定连接有转动轴12，转动轴12的一端贯穿活动基座2的侧面并延伸出去固定连接有第一齿轮11，第一齿轮11和第二齿轮13相啮合，第二齿轮13上通过调节部件连接有焊接头25，调节部件包括固定杆17，固定杆17固定连接在第二齿轮13一侧的顶部，固定杆17的顶部开有贯穿至底部的弧形槽22，弧形槽22内的一端放置有滑动块32，滑动块32的顶部固定连接有焊接头25，滑动块32上插设有圆形杆23，圆形杆23的两端分别固定连接在弧形槽22内的两端，第二齿轮13和滑动块32之间的圆形杆23上套设有第二弹簧24。

实施方式具体为：

通过启动步进电机16，步进电机16工作带动转动轴12转动，转动轴12带动第一齿轮11进行转动，第一齿轮11和第二齿轮13相啮合，使第二齿轮13配合第一齿轮11进行啮合转动，套环18的外部直径小于第二齿轮13的外部直径，使第二齿轮13在转动时通过连接环14的限制，从而不会从螺杆15上方脱落，步进电机16在实际的转动过程中，带动第二齿轮13进行来回往复的转动，使第二齿轮13上连接的焊接头25的连接线不会产生过度的缠绕，导致连接线短路或者损坏，第二齿轮13一侧的顶部固定连接有固定杆17，焊接头25底部的滑动块32能够沿着圆形杆23滑动，圆形杆23固定连接在固定杆17的弧形槽22内，从而使焊接头25在固定杆17上方的两端进行移动，圆形杆23上套设的第二弹簧24通过其向外伸展的弹性作用抵住滑动块32，使滑动块32位于弧形槽22的一端，从而使焊接头25位于固定杆17的外端。

焊接头25上连接有限位部件，限位部件包括固定环26，固定环26固定连接在焊接头25的一侧，固定环26上方放置有拉环27，拉环27的底部固定连接有限位杆28，限位杆28的一端从固定环26中延伸出去并固定连接有挡环30，固定环26和挡环30之间的限位杆28上套设有第三弹簧29，固定杆17的一侧固定连接有多个限位块31，限位块31呈均匀分布，限位块31和限位杆28位于同一侧，限位杆28的底部和限位块31的底部相平齐，挡环30的底部和限位块31的顶部相平齐。

实施方式具体为：

通过向上拉动拉环27，使拉环27带动限位杆28向上移动，限位杆28带动挡环30向上移动，挡环30和固定环26之间的距离缩短，从而使第三弹簧29压缩变形，限位杆28的底端位于限位块31顶部的上方，然后移动焊接头25，使焊接头25底部的滑动块32沿着圆形杆23滑动，在焊接头25移动到合适的位置时，松开拉环27，第三弹簧29的弹性作用使其向外伸展，并且挤压挡环30向下移动，挡环30带动限位杆28向下移动，使限位杆28的一端位于对应的限位块31一侧，限位块31抵住限位杆28，从而使焊接头25固定在调节好的位置，通过调节焊接头25在固定杆17上的位置，并且通过第二齿轮13转动带动固定杆17进行转动，从而使焊接头25能够精确的调节焊接点，有利于提高焊接的准确性，保证焊接的效果。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-9所示，在使用的过程中，活动基座2通过四个连接杆3贯穿连接，使活动基座2的四端能够沿着连接杆3进行上下移动，连接杆3顶部的挡板5能够抵住活动基座2的顶部，防止活动基座2从连接杆3的上方脱落，连接杆3上套设的第一弹簧4通过自身的弹性作用，挤压活动基座2的底部，使活动基座2始终位于连接杆3的顶端，通过转动连接环14，使连接环14在螺杆15上螺纹转动，并且向下移动，连接环14的底部和套环18内的滚珠20接触，并且使滚珠20围绕连接轴21进行转动，减少转动时产生的摩擦力，连接环14围绕螺杆15向下移动时挤压套环18向下移动，套环18挤压活动基座2向下移动，从而使整个焊接机器人的高度降低，方便适应不同底盘高度的汽车。

通过启动驱动电机10，驱动电机10带动电动万向轮8移动，从而带动焊接机器人进行移动，圆形环7底部的多个辅助万向轮9配合电动万向轮8进行配合移动，方便焊接机器人进行转向移动，从而顺利的进入汽车底盘内。

启动步进电机16，步进电机16工作带动转动轴12转动，转动轴12带动第一齿轮11进行转动，第一齿轮11和第二齿轮13相啮合，使第二齿轮13配合第一齿轮11进行啮合转动，套环18的外部直径小于第二齿轮13的外部直径，使第二齿轮13在转动时通过连接环14的限制，从而不会从螺杆15上方脱落，步进电机16在实际的转动过程中，带动第二齿轮13进行来回往复的转动，使第二齿轮13上连接的焊接头25的连接线不会产生过度的缠绕，导致连接线短路或者损坏，第二齿轮13一侧的顶部固定连接有固定杆17，焊接头25底部的滑动块32能够沿着圆形杆23滑动，圆形杆23固定连接在固定杆17的弧形槽22内，从而使焊接头25在固定杆17上方的两端进行移动，圆形杆23上套设的第二弹簧24通过其向外伸展的弹性作用抵住滑动块32，使滑动块32位于弧形槽22的一端，从而使焊接头25位于固定杆17的外端。

通过向上拉动拉环27，使拉环27带动限位杆28向上移动，限位杆28带动挡环30向上移动，挡环30和固定环26之间的距离缩短，从而使第三弹簧29压缩变形，限位杆28的底端位于限位块31顶部的上方，然后移动焊接头25，使焊接头25底部的滑动块32沿着圆形杆23滑动，在焊接头25移动到合适的位置时，松开拉环27，第三弹簧29的弹性作用使其向外伸展，并且挤压挡环30向下移动，挡环30带动限位杆28向下移动，使限位杆28的一端位于对应的限位块31一侧，限位块31抵住限位杆28，从而使焊接头25固定在调节好的位置，通过调节焊接头25在固定杆17上的位置，并且通过第二齿轮13转动带动固定杆17进行转动，从而使焊接头25能够精确的调节焊接点，有利于提高焊接的准确性，保证焊接的效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内，本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。