一种自动化焊接机械手大自由度弧面支撑基座驱动结构的制作方法

本发明涉及自动化机械技术领域，具体为一种自动化焊接机械手大自由度弧面支撑基座驱动结构。

背景技术：

自动化机械是现代化机械中的一项技术应用，通过自动化机械的使用，提高产业的生产效率和质量，实现现代化的科学生产，减少人工生产劳动力的消耗，解放劳动者的双手，提高产业的经济增产速度，为产业的快速发展提供新的血液，在自动化应用机械加工中的焊接工艺时，为了方便焊接工作的进行，便于大物件构件之间的焊接对准，需要利用焊接机械手进行构件的辅助安装定位，方便其位置移动改变，在焊接的过程中定位便捷，且有效防止焊接定位松动问题的发生，影响焊接加工的效率，为了方便机械手的转动和移动，需要通过支撑基座驱动结构进行其使用位置的调整，方便朝向和位置的移动改变。

然而现有的自动化焊接机械手支撑基座驱动结构在使用时存在以下问题：

1、不方便进行其使用角度的大范围调节改变，使其在转动使用时运动角度范围小，在对构件进行定位和移动时，范围限制大，不方便构件之间的快速对准和位置调节，使得构件的机械焊接效率受影响，影响机械焊接工作的正常进行；

2、在进行机械手的位置整体移动时，机械手在使用过程中基座移动限位操作易出现放置不稳，长时间工作导致机械手对构件的夹持和定位偏位，影响焊接工作进行时的稳定性，导致焊接定位的精度出现偏差。

针对上述问题，急需在原有自动化焊接机械手支撑基座驱动结构的基础上进行创新设计。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动化焊接机械手大自由度弧面支撑基座驱动结构，以解决上述背景技术提出现有的自动化焊接机械手支撑基座驱动结构不方便进行其使用角度的大范围调节改变，使其在转动使用时运动角度范围小，在对构件进行定位和移动时，范围限制大，不方便构件之间的快速对准和位置调节，使得构件的机械焊接效率受影响，影响机械焊接工作的正常进行，在进行机械手的位置整体移动时，机械手在使用过程中基座移动限位操作易出现放置不稳，长时间工作导致机械手对构件的夹持和定位偏位，影响焊接工作进行时的稳定性，导致焊接定位的精度出现偏差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动化焊接机械手大自由度弧面支撑基座驱动结构，包括底板、第一电机、第二电机、电磁铁、通电滑环、电动伸缩杆和第三电机，所述底板的底部边缘处固定安装有万向轮组件，且底板的边侧安装有定位支撑，并且定位支撑和底板之间轴承贯穿安装有转杆，而且转杆的外壁中部处套设有蜗轮，所述第一电机固定于底板的内部，且第一电机的输出轴端部同轴连接有蜗杆，所述底板的顶部固定安装有底座，且底座的内部预留有定位腔，并且底座的顶部中心处通过加强筋连接有定位环，所述定位环的中部贯穿有外管，且外管的内部轴承安装有连接内杆，并且连接内杆的下端固定于第二电机的输出轴端部，所述第二电机的外壁上安装有防护支座，且防护支座的底部固定有电磁铁，所述底座和加强筋的连接处边缘固定有滑管，且滑管的内部贯穿安装有定位杆，并且定位杆的外壁上设置有弹性件，所述外管的外壁预留有定位槽，且定位槽与定位杆的杆端相互连接，所述底座的外壁上安装有外支架，且外支架的中部通过通电滑环连接有内环，并且内环的内壁与外管的外壁之间铰接安装有电动伸缩杆，而且内环的底部固定有外环，所述第三电机安装于外支架上，且第三电机的输出轴端部外壁通过齿轮轴与外环的外壁相互连接。

优选的，所述定位支撑关于底板的竖向中心轴线对称设置，且定位支撑与转杆固定连接，并且定位支撑端部与转杆之间的最大长度大于万向轮组件的高度。

优选的，所述定位腔的内壁设置为弧形结构，且定位腔的底部内壁弧形圆心位于定位环的中心位置处，并且定位腔的底部内壁与防护支座的外壁为滑动的贴合连接。

优选的，所述外管与定位环连接处的外壁设置为内凹状结构，且外管的内凹外壁与定位环之间构成卡合的滑动连接。

优选的，所述滑管与定位杆均设置为弧形结构，且滑管与定位杆的弧形圆心位于定位环的中心，并且滑管与定位杆之间及滑管和底座之间均为贯穿的滑动连接。

优选的，所述定位杆的弧形两端分别设置为“t”字型和滚珠状结构，且定位杆关于定位环的竖向中心轴线等角度均匀分布，并且定位杆和定位槽一一对应设置，而且两者之间卡合连接。

优选的，所述外支架的顶部设置为环状结构，且外支架和内环构成相对旋转结构，并且外支架和内环与定位环竖向同轴设置，而且内环和定位杆的滚珠状端部关于定位环对称设置。

优选的，所述外环的底部外壁设置为环形分布的锯齿状结构，且外环的环形锯齿状结构与齿轮轴之间相互啮合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该自动化焊接机械手大自由度弧面支撑基座驱动结构，能够进行机械手的高自由角度翻转运动改变，提高机械手夹持应用的实用性，同时便于基座的使用定位，使其工作的定位更加稳定与精确；

1、只需要通过铰接安装的电动伸缩杆伸缩运动，改变外管和机械手的整体朝向角度，在内环的旋转运动时，使得机械手错位发生旋转运动，改变其整体的角度，由于电动伸缩杆的长度控制改变，机械手的翻转运动角度自由改变，范围大，方便人为的调控改变应用，同时在定位杆和滑管的辅助安装作用下，使得机械手的角度自由改变时更加稳定，操作方便，定位精确；

2、在蜗轮和蜗杆的啮合连接作用下，第一电机两端朝向相反的蜗杆旋转运动，其外壁上蜗杆槽状结构和蜗轮的外壁之间相互啮合，使得地板两侧对称设置的定位支撑相对翻转运动，进行角度朝向改变，将基座整体顶起，底部与地面脱离接触，使得基座的整体放置定位更稳，不会发生使用过程中的位置移动改变，定位精确与方便。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明蜗杆和蜗轮连接结构示意图；

图3为本发明定位杆安装侧面结构示意图；

图4为本发明定位杆的分布俯视结构示意图；

图5为本发明电动伸缩杆安装结构示意图；

图6为本发明外环结构示意图。

图中：1、底板；2、万向轮组件；3、定位支撑；4、转杆；5、蜗轮；6、第一电机；7、蜗杆；8、底座；9、定位腔；10、加强筋；11、定位环；12、外管；13、连接内杆；14、第二电机；15、防护支座；16、电磁铁；17、滑管；18、定位杆；19、弹性件；20、定位槽；21、外支架；22、通电滑环；23、内环；24、电动伸缩杆；25、外环；26、第三电机；27、齿轮轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种自动化焊接机械手大自由度弧面支撑基座驱动结构，包括底板1、万向轮组件2、定位支撑3、转杆4、蜗轮5、第一电机6、蜗杆7、底座8、定位腔9、加强筋10、定位环11、外管12、连接内杆13、第二电机14、防护支座15、电磁铁16、滑管17、定位杆18、弹性件19、定位槽20、外支架21、通电滑环22、内环23、电动伸缩杆24、外环25、第三电机26和齿轮轴27，底板1的底部边缘处固定安装有万向轮组件2，且底板1的边侧安装有定位支撑3，并且定位支撑3和底板1之间轴承贯穿安装有转杆4，而且转杆4的外壁中部处套设有蜗轮5，第一电机6固定于底板1的内部，且第一电机6的输出轴端部同轴连接有蜗杆7，底板1的顶部固定安装有底座8，且底座8的内部预留有定位腔9，并且底座8的顶部中心处通过加强筋10连接有定位环11，定位环11的中部贯穿有外管12，且外管12的内部轴承安装有连接内杆13，并且连接内杆13的下端固定于第二电机14的输出轴端部，第二电机14的外壁上安装有防护支座15，且防护支座15的底部固定有电磁铁16，底座8和加强筋10的连接处边缘固定有滑管17，且滑管17的内部贯穿安装有定位杆18，并且定位杆18的外壁上设置有弹性件19，外管12的外壁预留有定位槽20，且定位槽20与定位杆18的杆端相互连接，底座8的外壁上安装有外支架21，且外支架21的中部通过通电滑环22连接有内环23，并且内环23的内壁与外管12的外壁之间铰接安装有电动伸缩杆24，而且内环23的底部固定有外环25，第三电机26安装于外支架21上，且第三电机26的输出轴端部外壁通过齿轮轴27与外环25的外壁相互连接。

定位支撑3关于底板1的竖向中心轴线对称设置，且定位支撑3与转杆4固定连接，并且定位支撑3端部与转杆4之间的最大长度大于万向轮组件2的高度，方便定位支撑3的角度翻转，使其将基座整体顶起，使其基座的使用定位更加准确与稳定。

定位腔9的内壁设置为弧形结构，且定位腔9的底部内壁弧形圆心位于定位环11的中心位置处，并且定位腔9的底部内壁与防护支座15的外壁为滑动的贴合连接，外管12与定位环11连接处的外壁设置为内凹状结构，且外管12的内凹外壁与定位环11之间构成卡合的滑动连接，方便外管12绕定位环11的中心进行任意角度的翻转，提高机械手转动自由度，同时便于防护支座15的底部支撑和滑动工作进行。

滑管17与定位杆18均设置为弧形结构，且滑管17与定位杆18的弧形圆心位于定位环11的中心，并且滑管17与定位杆18之间及滑管17和底座8之间均为贯穿的滑动连接，定位杆18的弧形两端分别设置为“t”字型和滚珠状结构，且定位杆18关于定位环11的竖向中心轴线等角度均匀分布，并且定位杆18和定位槽20一一对应设置，而且两者之间卡合连接，滑管17与定位杆18的使用提高外管12的定位稳定性，使得外管12在安装时更加稳定，不易发生角度偏位，同时不会影响外管12的翻转改变使用角度。

外支架21的顶部设置为环状结构，且外支架21和内环23构成相对旋转结构，并且外支架21和内环23与定位环11竖向同轴设置，而且内环23和定位杆18的滚珠状端部关于定位环11对称设置，外环25的底部外壁设置为环形分布的锯齿状结构，且外环25的环形锯齿状结构与齿轮轴27之间相互啮合，为外管12在定位环11内部中心处的翻转提供外界动力，使其角度发生改变，同时提高翻转角度改变的稳定性。

工作原理：在使用该自动化焊接机械手大自由度弧面支撑基座驱动结构时，首先根据图1-2所示，在万向轮组件2的作用下进行基座整体的位置移动改变，使其在位置移动时更加的稳定方便，在进行基座的使用时，为了提高其定位的稳定性，如图2所示，通过第一电机6的工作启动带着蜗杆7进行旋转，由于第一电机6两端的蜗杆7走向相反，使其在旋转的过程中带着蜗轮5和转杆4转动，使得定位支撑3展开，其底部与地面接触，将基座整体顶起，从而提高基座使用过程中的稳定，避免其发生定位焊接过程中位移；

根据图1和图3-6所示，在连接内杆13的上端固定连接机械手，在进行其转动改变设置角度时，如图5-6所示，首先通过电动伸缩杆24的伸缩时，改变电动伸缩杆24的长度使得内环23的内壁与外管12的位置靠近，由于内环23固定安装设置，使得外管12发生位置移动偏位，同时第三电机26和齿轮轴27的工作带着外环25和内环23进行旋转，能够使得外管12绕定位环11内部的中心点发生翻转运动，改变设置角度，随着电动伸缩杆24的长度调整改变，使得外环25和内环23旋转，外管12的角度朝向改变范围变大，运动更加自由，其转动的角度弧度大，提高机械手使用的稳定性和实用性，如图1和图5所示，由于外支架21和内环23之间通过通电滑环22连接，使得两者的旋转滑动不会影响电动伸缩杆24的通电工作，如图1和图3-4所示，在进行外管12和连接内杆13的角度翻转时，定位杆18对外管12进行定位，在受压挤压时在滑管17滑动，提高外管12角度自由改变时的稳定性，同时不会影响其角度自由改变，如图1所示，在外管12和机械手的角度改变需要对其进行定位时，防护支座15底部的电磁铁16通电产生磁性与定位腔9的内壁相互吸附定位，达到机械手的位置固定的目的，通过第二电机14的工作控制连接内杆13的旋转，能够使得机械手发生绕其中心轴线的旋转运动。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。