一种多自由度工业机械臂的制作方法

1.本发明涉及工业机械臂技术领域，具体为一种多自由度工业机械臂。


背景技术：

2.机械手臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影，尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维空间上的某一点进行作业。
3.在工业中工作人员在焊接工件时常常会被焊接时飞溅的火花烫伤，而且每个工人的焊接技术不一样焊接出来的产品品质也不一样，因为多自由度机械臂具有很好的灵活性常常被用于焊接操作而且不会被烫伤，在机械臂用焊丝焊接工件时，有时会因用为焊丝用完或焊丝断裂而工作人员没有及时发现，出现机械臂中的焊枪空焊的问题，造成焊接工件的质量不佳。
4.为此，提出一种多自由度工业机械臂。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种多自由度工业机械臂，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多自由度工业机械臂，包括机臂，所述机臂的一端固定连接有壳体，所述壳体的一端通过连接管道固定连接有吸风罩，所述吸风罩的下端侧表面固定连接有检测机构，用于对焊丝的检测，所述吸风罩的内壁顶端靠近一侧位置固定连接有焊枪，所述吸风罩的内部固定连接有除污机构，且除污机构的一端延伸至壳体的内部，所述除污机构用于去除工件焊接后的焊渣和去除焊接时的烟雾。
7.优选的，所述吸风罩的下端侧表面固定连接有线盒，所述线盒的上端外表面位于一侧位置贯穿开设有通腔，所述通腔的内壁中心位置通过转轴转动连接有转轮，所述转轮的一侧位置设置有伸缩头，所述伸缩头的一侧位置固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧与线盒固定连接，所述伸缩头的上端一侧位置固定连接有触发块，所述触发块的一侧位置设置有弹片，所述弹片的上端外表面固定连接有第二导线，所述第二导线的外表面中心位置贯穿设置有开关，所述开关的上端贯穿线盒并延伸至外部，所述弹片的一侧位置设置有电极片，所述电极片与弹片均采用导电材料制作而成，所述电极片的上端固定连接有第一导线，所述线盒的下端外表面靠近中心位置固定连接有滚轮；
8.所述除污机构包括风扇叶、活性炭过滤棉、双轴电机、转动杆、第一弹簧、移动杆、拆卸机构、第一毛刷、第一连接杆、万向节、第二连接杆；所述吸风罩的上端外表面靠近连接管的位置固定连接有双轴电机，所述双轴电机的下端输出轴贯穿吸风罩并固定连接有转动杆，所述转动杆的一端固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的一端固定连接有移动杆，所述移动杆的一端固定连接有拆卸机构，所述拆卸机构的一端固定连接有第一毛刷，所述第一
毛刷的刷毛采用钢丝制作而成，所述双轴电机的上端输出轴固定连接有第一连接杆，所述第一连接杆的上端贯穿壳体并固定连接有万向节，所述万向节的一端固定连接有第二连接杆，所述第二连接杆的上端固定连接有风扇叶，所述第二连接杆的外圆面靠近上端位置转动连接有支撑杆，所述支撑杆的一端与壳体固定连接，所述壳体的内壁靠近风扇叶的位置固定连接有活性炭过滤棉，且第二连接杆与活性炭过滤棉贯穿设置。
9.优选的，所述拆卸机构包括固定槽、固定块、第二弹簧、控制杆、固定环；所述第一毛刷位于刷柄的上端一侧位置开设有固定槽，所述固定槽的内部设置有固定块，所述固定块的上端一侧位置固定连接有控制杆，所述控制杆的一端贯穿移动杆并延伸至外部，所述控制杆的外圆面靠近中心位置套接有第二弹簧，所述控制杆的外圆面靠近第二弹簧的一端固定连接有固定环。
10.优选的，所述固定槽与固定块均采用矩形设计。
11.优选的，所述活性炭过滤棉的下端外表面一侧设置有第二毛刷，所述第二毛刷与第二连接杆固定连接。
12.优选的，所述壳体内壁靠近活性炭过滤棉的下发位置开设有排渣孔，所述壳体的外表面一侧固定连接有接渣盒，且排渣孔的一端位于接渣盒的内部。
13.优选的，所述第二连接杆与风扇叶通过螺纹连接。
14.优选的，所述吸风罩的内壁靠近中心位置固定连接有防护板。
15.优选的，所述防护板的内部中心位置开设有竖槽，所述竖槽的一端固定连接有水管，且水管的一端贯穿连接管并固定连接有水泵。
16.优选的，所述竖槽的下端固定连接有横槽，所述横槽的内底部呈直线形开设有均匀分布的微型排液孔，所述微型排液孔的下端与外界连通。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.1、本发明在焊枪焊接前，在焊接前把焊丝插入到通腔中焊丝会插在转轮与伸缩头之间，稍微用力推动焊丝并把焊丝从线盒中推出一段距离，移出的一端焊丝置于滚轮的下方位置，在焊接过程中滚轮边碾压焊丝边带出焊丝，实现对焊丝的扶正，在焊丝出现断裂或者使用完时检测机构会触发警报提醒工作人员检查。
19.2、本发明焊接后第一毛刷高速旋转对工件表面的焊渣进行清理，保证产品表面的整洁，清理过后的杂质会被吸风扇吸入到壳体内部，避免了杂质四处飞溅的问题，另外在焊接时产生的烟气也会被吸风扇吸入，吸取的烟雾经过活性炭过滤棉时会被活性炭过滤棉内的活性炭净化后排放，避免了有害烟雾被工作人员吸入人体的问题。
附图说明
20.图1为本发明的前端立体视图；
21.图2为本发明的后端立体视图；
22.图3为本发明的除污机构剖面视图；
23.图4为本发明的检测机构剖面视图；
24.图5为本发明的吸风罩内部剖面视图；
25.图6为本发明转动杆与移动杆的立体视图；
26.图7为本发明的拆卸机构剖面视图；
27.图8为本发明图5中的a-a处的剖面视图。
28.图中：1、机臂；2、壳体；3、吸风罩；4、焊枪；5、除污机构；51、风扇叶；52、活性炭过滤棉；53、双轴电机；54、转动杆；55、第一弹簧；56、移动杆；57、拆卸机构；571、固定槽；572、固定块；573、第二弹簧；574、控制杆；575、固定环；58、第一毛刷；59、第一连接杆；511、万向节；512、第二连接杆；6、支撑杆；7、排渣孔；8、接渣盒；9、防护板；10、竖槽；11、横槽；12、微型排液孔；13、第二毛刷；14、检测机构；141、线盒；142、通腔；143、转轮；144、伸缩头；145、第三弹簧；146、触发块；147、弹片；148、电极片；149、第一导线；1411、第二导线；1412、开关；1413、滚轮。
具体实施方式
29.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。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.请参阅图1至图8，本发明提供一种多自由度工业机械臂技术方案：
33.一种多自由度工业机械臂，如图1和图2所示，包括机臂1，所述机臂1的一端固定连接有壳体2，所述壳体2的一端通过连接管道固定连接有吸风罩3，所述吸风罩3的下端侧表面固定连接有检测机构14，用于对焊丝的检测，所述吸风罩3的内壁顶端靠近一侧位置固定连接有焊枪4，所述吸风罩3的内部固定连接有除污机构5，且除污机构5的一端延伸至壳体2的内部，所述除污机构5用于去除工件焊接后的焊渣和去除焊接时的烟雾。
34.在机械臂用焊丝焊接工件时，有时会因用为焊丝用完或焊丝断裂而工作人员没有及时发现，出现机械臂中的焊枪4空焊的问题，造成焊接工件的质量不佳；本发明在焊接前把焊丝插入到检测机构14中并把焊丝从检测机构14的一端拉出一段距离，然后机臂1控制壳体2摆动从而控制吸风罩3中的焊枪4对需要焊接的工件进行焊接，吸风罩3在工件表面移动时焊丝会从检测机构14中吐出，焊枪4紧接着对焊丝与工件焊接，焊枪4在移动时后面的除污机构5会清理掉焊接时产生的焊渣，同时也会除去焊接时产生的烟气。
35.作为本发明的一种实施方式，如图3至图6所示，所述检测机构14，包括线盒141、通
腔142、转轮143、伸缩头144、第三弹簧145、触发块146、电极片148、第一导线149、第二导线1411、开关1412、滚轮1413；
36.所述吸风罩3的下端侧表面固定连接有线盒141，所述线盒141的上端外表面位于一侧位置贯穿开设有通腔142，所述通腔142的内壁中心位置通过转轴转动连接有转轮143，所述转轮143的一侧位置设置有伸缩头144，所述伸缩头144的一侧位置固定连接有第三弹簧145，所述第三弹簧145与线盒141固定连接，所述伸缩头144的上端一侧位置固定连接有触发块146，所述触发块146的一侧位置设置有弹片147，所述弹片147的上端外表面固定连接有第二导线1411，所述第二导线1411的外表面中心位置贯穿设置有开关1412，所述开关1412的上端贯穿线盒141并延伸至外部，所述弹片147的一侧位置设置有电极片148，所述电极片148与弹片147均采用导电材料制作而成，所述电极片148的上端固定连接有第一导线149，所述线盒141的下端外表面靠近中心位置固定连接有滚轮1413；
37.所述除污机构5包括风扇叶51、活性炭过滤棉52、双轴电机53、转动杆54、第一弹簧55、移动杆56、拆卸机构57、第一毛刷58、第一连接杆59、万向节511、第二连接杆512；所述吸风罩3的上端外表面靠近连接管的位置固定连接有双轴电机53，所述双轴电机53的下端输出轴贯穿吸风罩3并固定连接有转动杆54，所述转动杆54的一端固定连接有第一弹簧55，所述第一弹簧55的一端固定连接有移动杆56，所述移动杆56的一端固定连接有拆卸机构57，所述拆卸机构57的一端固定连接有第一毛刷58，所述第一毛刷58的刷毛采用钢丝制作而成，所述双轴电机53的上端输出轴固定连接有第一连接杆59，所述第一连接杆59的上端贯穿壳体2并固定连接有万向节511，所述万向节511的一端固定连接有第二连接杆512，所述第二连接杆512的上端固定连接有风扇叶51，所述第二连接杆512的外圆面靠近上端位置转动连接有支撑杆6，所述支撑杆6的一端与壳体2固定连接，所述壳体2的内壁靠近风扇叶51的位置固定连接有活性炭过滤棉52，且第二连接杆512与活性炭过滤棉52贯穿设置。
38.检测机构14在工作时，本发明在焊接前焊丝插入到通腔142中焊丝会插在转轮143与伸缩头144之间，稍微用力推动焊丝并把焊丝从线盒141中推出一段距离，移出的一端焊丝置于滚轮1413的下方位置，焊丝在通过转轮143与伸缩头144之间的过程中会带动伸缩头144远离转轮143并压缩第三弹簧145，实现转轮143与伸缩头144实现对焊丝的夹持，伸缩头144在远离转轮143时也会带动触发块146不再挤压弹片147，弹片147会弹起不再与电极片148接触，吸风罩3在工件表面移动时滚轮1413会边碾压焊丝边拉动焊丝，曲折的焊丝会被滚轮1413碾压成直线，便于后续的焊枪4焊接，焊丝出现断裂或则用完时，转轮143与伸缩头144之间不再有焊丝可以夹持，压缩的第三弹簧145会推动伸缩头向转轮143处移动，同时带动触发块146挤压弹片146，弹片146与电极片148接触，使得第一导线149与第二导线1411接通，第一导线149与第二导线1411是蜂鸣器的控制线路，线路接通后蜂鸣器发出警报，提醒工作人员，工作人员开到机械臂旁可以通过按压开关1412来关闭蜂鸣器；
39.在除污机构5工作时，本发明通过启动双轴电机53带动转动杆54转动，转动杆54的外表面固定连接有均匀分布的滑条，其移动杆56的内部开设有均匀分布的滑槽，滑条在滑槽内滑动连接，在转动杆54转动时会带动滑条紧贴滑槽的内壁，从而带动移动杆56转动，移动杆56的转动带动拆卸机构57和第一毛刷58转动，第一毛刷58抵紧工件的表面进行高速旋转从而对工件的表面焊渣进行去除，因为第一毛刷58的刷毛采用钢丝制作而成，提高了第一毛刷58的使用寿命和使用效果，双轴电机53的输出轴在转动时也会带动第一连接杆59转
动，第一连接杆59在转动时会带动万向节511和第二连接杆512转动，转动的第二连接杆512在转动时会带动风扇叶51转动起来，在焊接时第一毛刷58清理掉的焊渣会被转动的风扇叶51吸到壳体2的内部，避免清理掉的杂质四处飞溅的问题，同时在焊接时产生的烟雾也会被风扇叶51吸取，吸取的烟雾经过活性炭过滤棉52时会被活性炭过滤棉52内的活性炭净化后排放，避免了有害烟雾被工作人员吸入人体的问题，另外第一毛刷58抵紧工件表面时会带动移动杆56压缩第一弹簧55，第一毛刷58因为摩擦刷毛变短时压缩的第一弹簧55可以顶动移动杆56移动，从而使第一毛刷58紧贴工件的表面，本发明的支撑杆6为第二连接杆512提供支撑作用。
40.作为本发明的一种实施方式，如图7所示，所述拆卸机构57包括固定槽571、固定块572、第二弹簧573、控制杆574、固定环575；所述第一毛刷58位于刷柄的上端一侧位置开设有固定槽571，所述固定槽571的内部设置有固定块572，所述固定块572的上端一侧位置固定连接有控制杆574，所述控制杆574的一端贯穿移动杆56并延伸至外部，所述控制杆574的外圆面靠近中心位置套接有第二弹簧573，所述控制杆574的外圆面靠近第二弹簧573的一端固定连接有固定环575。
41.在第一毛刷58使用过久后刷毛的清理效果变差，本发明需要操作者按压控制杆574从而带动固定环575压缩第二弹簧573，同时固定环575带动固定块572离开固定槽571，此时便可以把第一毛刷58从移动杆56内拔出，进行更换新的第一毛刷58，把新的第一毛刷58的刷柄插入到移动杆56下端，松掉按压的控制杆574，压缩的第二弹簧573会顶动固定环575移动从而带动控制杆574移动，控制杆574移动会带动固定块572进入到固定槽571内实现对第一毛刷58的固定，本发明使对第一毛刷58的拆卸快捷方便。
42.作为本发明的一种实施方式，如图7所示，所述固定槽571与固定块572均采用矩形设计。
43.如果固定槽571与固定块572均采用弧形设计，在拔动第一毛刷58时两者会因为是弧形面发生滑动，同时固定块572带动控制杆574移动，最后固定块572与固定槽571分离，本发明固定槽571与固定块572均采用矩形设计，在拔取第一毛刷58时会带动固定槽571的一侧内壁紧紧贴在固定块572内壁的一侧，使其固定但不会发生滑动，保证了第一毛刷58的固定效果。
44.作为本发明的一种实施方式，如图3所示，所述活性炭过滤棉52的下端外表面一侧设置有第二毛刷13，所述第二毛刷13与第二连接杆512固定连接。
45.被风扇叶51吸取的杂质会跑到活性炭过滤棉52的表面，随杂质的积累会造成活性炭过滤棉52的透气效果变差，本发明在第二连接杆512转动时会带动第二毛刷13转动，第二毛刷13转动会对活性炭过滤棉52表面的杂质进行清理，其转动的向心力会把杂质甩到活性炭过滤棉52的四周，从而确保活性炭过滤棉52的透气效果。
46.作为本发明的一种实施方式，如图3所示，所述壳体2内壁靠近活性炭过滤棉52的下发位置开设有排渣孔7，所述壳体2的外表面一侧固定连接有接渣盒8，且排渣孔7的一端位于接渣盒8的内部。
47.为了及时的清理掉活性炭过滤棉52四周的杂质，本发明活性炭过滤棉52四周的杂质随第二毛刷13的转动而转动，在杂质转动到排渣孔7处时，会因为向心力进入到排渣孔7内，最后掉落到接渣盒8内，避免活性炭过滤棉52的表面有杂质堆积的问题，保证了活性炭
过滤棉52的透气性。
48.作为本发明的一种实施方式，如图3所示，所述第二连接杆512与风扇叶51通过螺纹连接。
49.风扇叶51在使用时遇到损坏时，为了快速的更换风扇叶51；本发明的第二连接杆512与风扇叶51通过螺纹连接，便于两者风扇叶51的拆卸与更换，而且两者螺纹固定的转动方向与风扇叶51的转动方向相同，所以风扇叶51在转动时两者不会发生脱落的问题；
50.作为本发明的一种实施方式，如图3所示，所述吸风罩3的内壁靠近中心位置固定连接有防护板9。
51.在第一毛刷58高速转动时会带动杂质飞溅，虽然飞溅的杂质受到风扇叶51的吸力，但还是很容易跑到焊枪4处，影响焊枪4的焊接工作，本发明通过设置防护板9从而有效的阻挡飞溅的杂质跑到焊枪4处，保证了焊枪4的正常焊接工作。
52.作为本发明的一种实施方式，如图5所示，所述防护板9的内部中心位置开设有竖槽10，所述竖槽10的一端固定连接有水管，且水管的一端贯穿连接管并固定连接有水泵。
53.为了提高第一毛刷58的清理效果，本发明通过外接水泵抽取脱渣剂，再通过导管连接到竖槽10处，脱渣剂从竖槽10处的底端排出，并喷到焊枪4焊接过后的焊渣，经过脱渣剂的处理，从而便于第一毛刷58清理掉焊渣。
54.作为本发明的一种实施方式，如图8所示，所述竖槽10的下端固定连接有横槽11，所述横槽11的内底部呈直线形开设有均匀分布的微型排液孔12，所述微型排液孔12的下端与外界连通。
55.为了提高脱渣剂的涂抹范围，防止有些部位未涂抹到脱渣剂，导致焊渣与工件接触过紧，影响第一毛刷58的清理，本发明在脱渣剂流到竖槽10的底端时，会顺着管道流到横槽11中，最后从下端的微型排液孔12排出，增加了脱渣剂的涂抹范围，从而保证了第一毛刷58的清理效果。
56.使用方法：本发明通过机臂1控制壳体2摆动从而控制吸风罩3中的焊枪4对需要焊接的工件进行焊接，在焊接前焊丝插入到通腔142中焊丝会插在转轮143与伸缩头144之间，稍微用力推动焊丝并把焊丝从线盒141中推出一段距离，移出的一端焊丝置于滚轮1413的下方位置，焊丝在通过转轮143与伸缩头144之间的过程中会带动伸缩头144远离转轮143并压缩第三弹簧145，实现转轮143与伸缩头144实现对焊丝的夹持，伸缩头144在远离转轮143时也会带动触发块146不再挤压弹片147，弹片147会弹起不再与电极片148接触，吸风罩3在工件表面移动时滚轮1413会边碾压焊丝边拉动焊丝，曲折的焊丝会被滚轮1413碾压成直线，便于后续的焊枪4焊接，焊丝出现断裂或则用完时，转轮143与伸缩头144之间不再有焊丝可以夹持，压缩的第三弹簧145会推动伸缩头向转轮143处移动，同时带动触发块146挤压弹片146，弹片146与电极片148接触，使得第一导线149与第二导线1411接通，第一导线149与第二导线1411是蜂鸣器的控制线路，线路接通后蜂鸣器发出警报，提醒工作人员，工作人员开到机械臂旁可以通过按压开关1412来关闭蜂鸣器；
57.在除污机构5工作时，本发明通过启动双轴电机53带动转动杆54转动，转动杆54的外表面固定连接有均匀分布的滑条，其移动杆56的内部开设有均匀分布的滑槽，滑条在滑槽内滑动连接，在转动杆54转动时会带动滑条紧贴滑槽的内壁，从而带动移动杆56转动，移动杆56的转动带动拆卸机构57和第一毛刷58转动，第一毛刷58抵紧工件的表面进行高速旋
转从而对工件的表面焊渣进行去除，因为第一毛刷58的刷毛采用钢丝制作而成，提高了第一毛刷58的使用寿命和使用效果，双轴电机53的输出轴在转动时也会带动第一连接杆59转动，第一连接杆59在转动时会带动万向节511和第二连接杆512转动，转动的第二连接杆512在转动时会带动风扇叶51转动起来，在焊接时第一毛刷58清理掉的焊渣会被转动的风扇叶51吸到壳体2的内部，避免清理掉的杂质四处飞溅的问题，同时在焊接时产生的烟雾也会被风扇叶51吸取，吸取的烟雾经过活性炭过滤棉52时会被活性炭过滤棉52内的活性炭净化后排放，避免了有害烟雾被工作人员吸入人体的问题，另外第一毛刷58抵紧工件表面时会带动移动杆56压缩第一弹簧55，第一毛刷58因为摩擦刷毛变短时压缩的第一弹簧55可以顶动移动杆56移动，从而使第一毛刷58紧贴工件的表面，本发明的支撑杆6为第二连接杆512提供支撑作用。
58.该文中出现的电器元件均通过变压器与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合本发明所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。
59.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。