一种立体混合驱动多杆可控式焊接机器人的制作方法

本实用新型涉及机械领域，具体是一种立体混合驱动多杆可控式焊接机器人。

背景技术：

目前，机器人已经在各领域中得到普遍运用，焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人，对于提高焊接效率，改善工人工作环境、降低生产成本等起到不可替代的作用，然而机器人受空间、环境等多方面因素影响，往往工作效率也得不到有效发挥。并且串联机器人和并联机器人各有优缺点，传统的串联机器人具有结构简单、成本低、工作空间大等优点，相对而言串联机器人刚度低，不能应用于高速，大承载的场合；并联机器人和传统的串联机器人相比较，具有无累积误差、精度较高、结构紧凑、承载能力大、刚度高且末端执行器惯性小等特点，驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好；但是并联机器人的明显缺点是工作空间小和结构复杂。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种立体混合驱动多杆可控式焊接机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种立体混合驱动多杆可控式焊接机器人，包括杆一、杆二、杆三、杆四、杆五、杆六、杆七、杆八、杆九、杆十、杆十一、机架、底座、线辊、绳缆、电动推杆、焊枪以及载物台，

杆一的一端通过转动副一连接在机架上，杆一的另一端通过转动副二与杆二的一端连接，杆二的另一端通过转动副三连接在载物台上，

杆三的一端通过转动副四连接在机架上，杆三的另一端通过转动副五连接在载物台上，

杆四的一端通过转动副六连接在机架上，杆四的另一端通过转动副七与杆五的一端连接，杆五的另一端通过转动副八连接在杆三上，

杆六中部通过转动副九连接在载物台上，

杆六的一端通过转动副十与电动推杆一端连接，电动推杆另一端通过转动副十连接在杆一上，

杆六的另一端与杆七一端固定连接，杆六和杆七固定连接成L形，杆七另一端通过转动副十二与杆八一端连接，杆八另一端通过转动副十三连接在焊枪上，

杆九的中部与杆七的中部通过转动副十四连接，

杆九的一端通过转动副十五与杆十的一端连接，杆十的另一端通过转动副十六与杆十一的一连接，杆十一的另一端通过转动副十七连接在杆八上，

杆九的另一端与绳缆一端固定连接，绳缆另一端缠绕在线辊上，线辊安装在机架上，

机架通过转动副十八连接在底座上。

进一步的，

还包括伺服电机一、伺服电机二和伺服电机三，转动副一由伺服电机一驱动，线辊由伺服电机二驱动，转动副十八由伺服电机三驱动。

进一步的，

所述转动副九的旋转平面与转动副一的旋转平面垂直，

所述转动副十三的旋转平面和转动副十的旋转平面都与转动副九的旋转平面平行，

所述转动副二、转动副三、转动副四、转动副五、转动副六、转动副七、转动副八、转动副十、转动副十一、转动副十二、转动副十四、转动副十五、转动副十六和转动副十七的旋转平面都与转动副一的旋转平面平行。

进一步的，

所述杆六上设有绳缆通孔，绳缆穿过绳缆通孔后缠绕在线辊上。

与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果：

1.本实用新型结合了串联机器人和并联机器人的优点，具有工作空间大、刚度高、承载强、可靠性好、快速定位等优点，能适应焊接、喷涂、搬运等复杂作业。

2.本实用新型包括串联可移动执行机构，可水平移动，提高了焊枪工作远动空间范围。

3.本实用新型提高了机器人承载能力，并可以快速定位焊接位置，提高焊接效率。

4.杆件均为轻杆，机构运动惯量小，动力性能好，故电机相同功率下，本实用新型效率更高。

附图说明

图1为本实用新型所述的立体混合驱动多杆可控式焊接机器人角度一的结构示意图。

图2为本实用新型所述的立体混合驱动多杆可控式焊接机器人角度二的结构示意图。

图3为本实用新型所述的立体混合驱动多杆可控式焊接机器人角度三的结构示意图。

图4为本实用新型所述的立体混合驱动多杆可控式焊接机器人的杆六、杆七、杆九以及绳缆之间的装配示意图。

图5为本实用新型所述的立体混合驱动多杆可控式焊接机器人的绳缆的安装示意图。

图6为本实用新型所述的立体混合驱动多杆可控式焊接机器人角度四的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

实施例1

一种立体混合驱动多杆可控式焊接机器人，包括杆一1、杆二2、杆三3、杆四4、杆五5、杆六6、杆七7、杆八8、杆九9、杆十10、杆十一11、机架13、底座15、线辊23、绳缆17、电动推杆16、焊枪22以及载物台14，

杆一1的一端通过转动副一101连接在机架13上，杆一1的另一端通过转动副二102与杆二2的一端连接，杆二2的另一端通过转动副三103连接在载物台14上，

杆三3的一端通过转动副四104连接在机架13上，杆三3的另一端通过转动副五105连接在载物台14上，

杆四4的一端通过转动副六106连接在机架13上，杆四4的另一端通过转动副七107与杆五5的一端连接，杆五5的另一端通过转动副八108连接在杆三3上，

杆六6中部通过转动副九109连接在载物台14上，

杆六6的一端通过转动副十110与电动推杆16一端连接，电动推杆16另一端通过转动副十111连接在杆一1上，

杆六6的另一端与杆七7一端固定连接，杆六6和杆七7固定连接成L形，杆七7另一端通过转动副十二112与杆八8一端连接，杆八8另一端通过转动副十三113连接在焊枪22上，

杆九9的中部与杆七7的中部通过转动副十四114连接，

杆九9的一端通过转动副十五115与杆十10的一端连接，杆十10的另一端通过转动副十六116与杆十一11的一连接，杆十一11的另一端通过转动副十七117连接在杆八8上，

杆九9的另一端与绳缆17一端固定连接，绳缆17另一端缠绕在线辊23上，线辊23安装在机架13上，

机架13通过转动副十八连接在底座15上。

进一步的，还包括伺服电机一19、伺服电机二20和伺服电机三21，转动副一101由伺服电机一19驱动，线辊23由伺服电机二20驱动，转动副十八由伺服电机三21驱动。

进一步的，

所述转动副九109的旋转平面与转动副一101的旋转平面垂直，

所述转动副十三113的旋转平面和转动副十110的旋转平面都与转动副九109的旋转平面平行，

所述转动副二102、转动副三103、转动副四104、转动副五105、转动副六106、转动副七107、转动副八108、转动副十110、转动副十一111、转动副十二112、转动副十四114、转动副十五115、转动副十六116和转动副十七117的旋转平面都与转动副一101的旋转平面平行。

进一步的，所述杆六6上设有绳缆通孔27，绳缆17穿过绳缆通孔27后缠绕在线辊23上。

工作原理：

本实用新型所述杆的中部不是指杆件的几何中点位置，而是指不在两端的杆上任何位置。

杆一1、杆二2、杆三3、杆四4和杆五5配合形成的机构用于调整载物台14的姿态。

杆六6中部通过转动副九109连接在载物台14上，焊线箱安装在载物台14上，因此载物台14在承载焊线箱的同时，还起到承载杆六6以及连接和控制焊枪22位置的机构的作用。

与杆六6的一端连接的电动推杆16伸长和缩短驱动杆六6绕着其中部的转动副九109旋转，而杆七7的一端固定连接在杆六6的另一端，而且杆七7与杆六6垂直，使得杆七7也以转动副九109的轴线旋转，杆七7旋转的轨迹扫过一个圆柱面。杆八8通过转动副十二112连接在杆七7另一端，杆八8的运动是由杆九9、杆十10、杆十一11以及绳缆17组成的机构驱动的。

所述杆六6上设有绳缆通孔27，绳缆17穿过绳缆通孔27后缠绕在线辊23上，因此绳缆由绳缆通孔处划分为与杆七平行的部分176，以及其余部分17a和17c。图中17为绳缆17，由于三维立体图画图的原因，图中17分为三截，分别是17a、17b、17c。其中17b为螺旋状部分，在进行姿态控制时，先控制电动推杆16伸长和缩短，当杆六6旋转时，绳缆17需要处于松弛状态，不然杆六6无法旋转，螺旋状部分17b就是表示绳缆17处于松弛状态时的设计余量。

杆九9的中部与杆七7的中部通过转动副十四114连接，转动副十二112和转动副十四114的旋转平面平行并且与转动副九119垂直，当需要调整杆八8的位置时，启动伺服电机二20带动线辊23旋转，绳缆17缠绕在线辊23上，当绳缆17张紧后，拉动杆九9一端，杆九9相当于杠杆，转动副十四114即为支点，杆九9另一端通过杆十10和杆十一11带动杆八8绕转动副十二112旋转，即可把杆八8调整至需要的位置，串联在杆八8末端的焊枪22就能够准确的指向焊缝位置。由于绳缆17设有与杆七7平行的部分17b，当绳缆17张紧后，绳缆收缩拉动杆九9一端向载物台14一侧移动，而杆九9另一端则向焊枪22的一侧移动。

机架13通过转动副十八连接在底座15上，转动副十八由伺服电机三21驱动，焊接机器人的主体部件安装在机架13上，启动伺服电机三21，控制机架13在水平面上做旋转，使得焊枪22能够在360度的范围内全方位工作。

图中，18是杆六6和杆七7固定连接成L形的焊点。