面向汽车轮毂抛光的机器人

1.本发明属于机器人领域，特别涉及一种面向汽车轮毂抛光的机器人。


背景技术：

2.随着我国汽车产业对高性能轮毂需求量的不断增加，日益严苛的面型精度对高效高质量的轮毂加工技术提出了新的挑战。从拓扑结构上看，可用于元器件打磨抛光作业的机器人主要分为两类：一类是关节型串联机器人，该类机器人以其运动灵活度高、作业空间大、环境适应性强、制造成本低的优势在元器件打磨抛光中得到了广泛应用，可将其作为一种即插即用的功能模块,搭建出形式多样的单机/多机柔性打磨抛光系统。但是关节型机器人所具有的开链结构会导致末端刚度/精度和整机动态性能较差,导致机器人在动态磨削激励下极易诱发受迫振动或振型耦合性颤振，难以保证抛光作业效率和质量。另一类是由串联机构与并联机构组成的混联机器人，这类装备在灵活性、可重构性、速度、刚度、精度、动态特性等方面不同程度地继承或弥补了关节型机器人与并联机器人的优点或不足，采用其搭建的机器人化作业装备正成为结构件高效率、高柔性制造的一种重要技术选择。


技术实现要素：

3.本发明从汽车铝合金轮毂打磨抛光的实际需求出发，提供一种适合于轮毂打磨抛光作业的混联型机器人。
4.该面向汽车轮毂抛光的机器人的技术方案是这样实现的：
5.所述面向汽车轮毂抛光的机器人，包括位移机构、摆臂机构和抛光机构，所述位移机构包括底座、导轨和导座，所述导轨为设置于底座上的圆弧状结构，导轨上滑动安装有导座，导座在动力驱动下能沿导轨轨迹移动，所述摆臂机构设置于导座上，摆臂机构在动力驱动下能绕导座旋转，所述抛光机构设置于摆臂机构端部，抛光机构包括平台，平台上设置有磨抛部。
6.进一步的，所述底座上还设置有一组传动轮，所述传动轮与导轨同心设置，导座边缘匹配有与传动轮相啮合的齿条，相邻两个传动轮之间匹配设置有惰轮。
7.进一步的，所述摆臂机构包括小臂、限位杆a、第二连接板和驱动连杆，第二连接板上设置有第一铰接轴a和第二铰接轴b，抛光机构平台上端设置有第三铰接轴c，抛光机构平台下端设置有第四铰接轴d，小臂头端铰接于第四铰接轴d上，小臂尾端下侧铰接于第一铰接轴a上，限位杆a头端铰接于第三铰接轴c上，限位杆a尾端铰接于第二铰接轴b上，第一铰接轴a、第二铰接轴b、第三铰接轴c、第四铰接轴d四轴相互平行，且均与底座相平行，所述四轴在其共同垂直面上的投影点顺次连接构成一平行四边形；小臂尾端上侧与驱动连杆相铰接，驱动连杆与小臂电机相连接，小臂旋转时，第一铰接轴a始终位于第二铰接轴b正下方。
8.进一步的，所述摆臂机构还包括大臂、第一连接板和限位杆b，大臂头端铰接于第一铰接轴a，大臂尾端通过转轴g设置于支承部上，支承部设置于导座上，大臂电机与转轴g轴联，第一连接板固定设置在支承部上，第一连接板上设置有第五铰接轴e，第二连接板上
还设置有第六铰接轴f，限位杆b头端铰接于第六铰接轴f上，限位杆b尾端铰接于第五铰接轴e上，第一铰接轴a、第五铰接轴e、第六铰接轴f和转轴g四轴相互平行，且均与底座相平行，所述四轴在其共同垂直面上的投影点顺次连接构成一平行四边形。
9.进一步的，抛光机构平台包括静平台和动平台，第三铰接轴c设置于静平台的上端，第四铰接轴d设置于静平台的下端，静平台上还铰接有动平台，磨抛部设置在动平台上。
10.进一步的，所述静平台通过主动推杆与动平台连接。
11.进一步的，所述主动推杆为三个，主动推杆缸体部分与静平台相连接，主动推杆伸缩杆部分与动平台相连接，主动推杆两两间隔120度设置。
12.进一步的，所述主动推杆为电动推杆。
13.进一步的，所述静平台和动平台之间还设置有被动推杆，被动推杆缸体部分与静平台相连接，被动推杆伸缩杆部分与动平台相铰接。
14.本面向汽车轮毂抛光的机器人，位移机构中的电机与传动轮组相连接，将动力经由传动轮传导至齿条，进而带动位移机构，以及摆臂机构和抛光机构沿导轨轨迹移动。该种结构的位移机构能在较小空间范围内实现机器人沿x
‑
y轴方向的多方位，大幅度移动，能够满足不同工位轮毂顺次打磨抛光的需求。
15.本面向汽车轮毂抛光的机器人，摆臂机构通过两组平行四边形铰接关系的约束，使摆臂机构旋转时，抛光机构平台始终能够保持与底座垂直的状态，增强磨抛作业的平稳性，提高磨抛作业精度；同时小臂与大臂的串联型复合旋转能够使磨抛部获取更大的移动范围，进而满足更多工位轮毂顺次打磨抛光的需求。
16.本面向汽车轮毂抛光的机器人，抛光机构中的三个主动推杆组成一并联机构，磨抛作业时，通过控制三个主动推杆的伸缩程度能实现动平台平动、转动姿态的转换，调整变换磨抛部位姿以及正压力，满足不同规格轮毂复杂曲面摩抛作业需求。
附图说明
17.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1是本面向汽车轮毂抛光的机器人结构示意图；
19.图2是本面向汽车轮毂抛光的机器人大臂、小臂结构示意图；
20.图3是本面向汽车轮毂抛光的机器人静平台、动平台结构示意图。
21.附图标记说明：
22.图中：1.底座、2.导轨、3.传动轮、4.惰轮、5.导座、6.支承部、7.第一连接板、8.大臂、9.小臂、10a.限位杆、10b.限位杆、11.第二连接板、12.驱动连杆、13.静平台、14.十字球铰、15.主动推杆、16.被动推杆、17.动平台、18.磨抛部、a.第一铰接轴、b.第二铰接轴、c.第三铰接轴、d.第四铰接轴e.第五铰接轴、f.第六铰接轴、g.转轴。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
25.所述面向汽车轮毂抛光的机器人，如图1所示，包括位移机构、摆臂机构和抛光机构，所述位移机构包括底座1、导轨2和导座5，所述导轨2为设置于底座1上的圆弧状结构，导轨2上滑动安装有导座5，导座5在动力驱动下能沿导轨2轨迹移动，所述摆臂机构设置于导座5上，摆臂机构在动力驱动下能绕导座5旋转，所述抛光机构设置于摆臂机构端部，抛光机构包括平台，平台上设置有磨抛部18。
26.本面向汽车轮毂抛光的机器人，底座1上还设置有一组传动轮3，传动轮3与导轨2同心设置，导座5边缘匹配有与传动轮3相啮合的齿条，相邻两个传动轮3之间匹配设置有惰轮4。惰轮4与该相邻的两个传动轮3相啮合，用于传导动力。电机与传动轮3组相连接，将动力经由传动轮3传导至齿条，进而带动位移机构，以及摆臂机构和抛光机构移动。该种结构的位移机构能在较小空间范围内实现机器人沿x
‑
y轴方向的多方位，大幅度移动，能够满足不同工位轮毂顺次打磨抛光的需求。
27.本面向汽车轮毂抛光的机器人，参照图1、2所示，摆臂机构包括小臂9、限位杆10a、第二连接板11和驱动连杆12，第二连接板11上设置有第一铰接轴a和第二铰接轴b，抛光机构平台上端设置有第三铰接轴c，抛光机构平台下端设置有第四铰接轴d，小臂9头端铰接于第四铰接轴d上，小臂9尾端下侧铰接于第一铰接轴a上，限位杆10a头端铰接于第三铰接轴c上，限位杆10a尾端铰接于第二铰接轴b上，第一铰接轴a、第二铰接轴b、第三铰接轴c、第四铰接轴d四轴相互平行，且均与底座1相平行，所述四轴在其共同垂直面上的投影点顺次连接构成一平行四边形；
28.小臂9尾端上侧与驱动连杆12相铰接，驱动连杆12与小臂电机相连接，启动小臂电机，电机带动驱动连杆12，进而带动小臂9尾端绕第一铰接轴a旋转，小臂9旋转时，第一铰接轴a始终位于第二铰接轴b正下方。通过以上对第一铰接轴a和第二铰接轴b的位置关系的约束，使小臂9旋转时，抛光机构平台始终能够保持与底座1垂直的状态，增强磨抛作业的平稳性，提高磨抛作业精度。
29.本面向汽车轮毂抛光的机器人技术方案中，为了达到约束第一铰接轴a和第二铰接轴b的位置关系的目的，具体而言，摆臂机构还包括大臂8、第一连接板7和限位杆10b，大臂8头端铰接于第一铰接轴a，大臂8尾端通过转轴g设置于支承部6上，支承部6设置于导座5上，大臂电机与转轴g轴联，第一连接板7固定设置在支承部6上，第一连接板7上设置有第五铰接轴e，第二连接板11上还设置有第六铰接轴f，限位杆10b头端铰接于第六铰接轴f上，限位杆10b尾端铰接于第五铰接轴e上，第一铰接轴a、第五铰接轴e、第六铰接轴f和转轴g四轴相互平行，且均与底座1相平行，所述四轴在其共同垂直面上的投影点顺次连接构成一平行四边形。通过设置大臂8、第一连接板7和限位杆10b，并对其连接关系及位置关系进行约束，从而联动达到约束第一铰接轴a和第二铰接轴b位置关系的目的；同时大臂电机还能带动大臂8旋转，小臂9与大臂8的串联型复合旋转能够使磨抛部18获取更大的移动范围，进而满足更多工位轮毂顺次打磨抛光的需求。
30.本面向汽车轮毂抛光的机器人技术方案中，参照图1、3所示，抛光机构平台包括静平台13和动平台17，第三铰接轴c设置于静平台13的上端，第四铰接轴d设置于静平台13的下端，静平台13上还铰接有动平台17，磨抛部18设置在动平台17上。优选的，静平台13通过主动推杆15与动平台17连接。具体而言，所述主动推杆15为三个，主动推杆15缸体部分与静平台13相连接，主动推杆15伸缩杆部分与动平台17相连接，主动推杆15两两间隔120度设
置。三个主动推杆15组成一并联机构，主动推杆15伸缩杆部分与动平台17通过十字球铰14相连接，磨抛作业时，通过控制三个主动推杆15的伸缩程度能实现平动、转动姿态的转换，调整变换磨抛部18位姿以及正压力，满足不同规格轮毂复杂曲面摩抛作业需求。为了便于控制以及提高精度，所述主动推杆15为电动推杆。
31.本面向汽车轮毂抛光的机器人技术方案中，静平台13和动平台17之间还设置有被动推杆16，被动推杆16缸体部分与静平台13相连接，被动推杆16伸缩杆部分与动平台17相铰接。被动推杆16与动平台17通过十字球铰14相连接，被动推杆16为无驱动式伸缩杆，属于从动部件，提供约束力，增强静平台13和动平台17的连接刚性。
32.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。