专利名称：超大工作行程六自由度宏——微结合串联机器人专用悬梁的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种悬梁结构，具体地说是一种用于超大工作行程六自由度 宏——微结合串联机器人专用悬梁。(二) 背景技术目前，超大型机械零部件以及大型自动化装备加工、焊接、检测、安装时， 要求其尺寸精度越来越高，超大工作行程精确控制是制造业中一个重要方面，市场急切需求一种工作行程大、运行速度快、定位精度高的机器人。悬梁是超大行 程六自由度宏——微结合串联机器人上的重要部件，常用的有桁架结构、等截面 梁或锥状、桁架结构、截面为长方形、圆形等梁等存在着横向、纵向的抗弯强 度低；抗惯性差等问题。(三) 发明内容本发明的目的在于提供一种横向、纵向的抗弯强度高；抗惯性好；质量轻的 超大工作行程六自由度宏一~"微结合串联机器人专用悬梁。 本发明的目的是这样实现的它由四根正方形空心铝型材l、等边直角三角形型材2、固定架3、保持架4 组成，四根正方形空心铝型材1的上端焊接在固定架3上构成椎状且每根正方形 空心铝型材l与垂直方向的角度a均为r，每个保持架4是由4根焊接在四根正 方形空心铝型材1上的等边直角三角形型材组成。本发明还可以包括 —1、 在两个相邻的保持架4之间焊接有等边直角三角形型材2。2、 所述的正方形空心铝型材[l]的边长选择45mm、厚度选择5mm。3、 所述的等边直角三角形型材的边长选择45mm、厚度选择5mm。4、 竖直悬梁底部最小正方形横截面边长为345mm，竖直悬梁顶部最大正 方形横截面边长为545mm。为使超大工作行程六自由度宏——微结合串联机器人实现横向尺寸、垂直向 上下尺寸的精确定位，机器人机械系统需要抗弯强度好、质量轻的竖直梁。竖直悬梁及其负载可在主梁上横向移动，竖直悬梁上的负载可沿其长度方向上下移 动，其有效行程为io米，在加速度为0!5米/秒时竖直梁末端最大变形量为 0.87mm，重量为137.8公斤。本发明由四根正方形空心铝型材1 ，等边直角三 角形型材2，固定架3，保持架4等组成，各处连接通过氩弧焊焊接完成。其中， 保持架4是由4根等边直角三角形型材焊接而成。通过有限元分析在相同加速度 作用下，本发明结构悬梁与其他桁架结构、等截面梁或锥状、桁架结构、截面为 长方形、圆形等梁相比具有横向、纵向的抗弯强度高；抗惯性好的优点。在相 同抗弯强度、抗惯性条件下，本发明结构梁要比其他结构梁的质量小很多，而质 量越小超大行程六自由度宏——微结合串联机器人主梁挠度就越小，运动精度就越容易保证。(四)
图1是本发明的竖直悬梁主视图； 图2是图1的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图1和图2，超大工作行程六自由度宏——微结合串联机器人专用悬梁 由四根正方形空心铝型材l、等边直角三角形型材2、固定架3、保持架4组成， 四根正方形空心铝型材1的上端焊接在固定架3上构成椎状且每根正方形空心铝 型材1与垂直方向的角度a均为1°，每个保持架4是由4根焊接在四根正方形空 心铝型材1上的等边直角三角形型材组成。在两个相邻的保持架4之间焊接有等 边直角三角形型材2。正方形空心铝型材[l]的边长选择45mm、厚度选择5mm。 等边直角三角形型材的边长选择45mm、厚度选择5mm。竖直悬梁底部最小正 方形横截面边长为345mm，竖直悬梁顶部最大正方形横截面边长为545mm。使用氩弧焊把4根正方形空心型材1与多个等边直角三角形2焊接，焊成图 1所示四面锥状，其中4根正方形空心型材1各自与垂直方向的夹角分别为1°， 锥体4个侧面均有22个等高梯形。4根正方形空心型材1顶部用4根等长等边 直角三角形2焊接组成保持架4，然后向下每隔455mm沿椎度向下方向再将保 持架4与4根正方形空心型材1焊接，直焊到正方形空心型材底部。分别在锥体 四个面内的22个梯形框架上，用等边直角三角形型材2作为其加强筋首尾依次 焊接直到底部。最后，将四面锥体梁再与固定架3焊接。
权利要求
1. 超大工作行程六自由度宏——微结合串联机器人专用悬梁，它由四根正方形空心铝型材[1]、等边直角三角形型材[2]、固定架[3]、保持架[4]组成，其特征是四根正方形空心铝型材[1]的上端焊接在固定架[3]上构成椎状且每根正方形空心铝型材[1]与垂直方向的角度a均为1°，每个保持架[4]是由4根焊接在四根正方形空心铝型材[1]上的等边直角三角形型材组成。
2、 根据权利要求1所述的超大工作行程六自由度宏——微结合串联机器人 专用悬梁，其特征是在两个相邻的保持架[4]之间焊接有等边直角三角形型材 [2]。
3、 根据权利要求1或2所述的超大工作行程六自由度宏——微结合串联机 器人专用悬梁，其特征是所述的正方形空心铝型材[l]的边长选择45mm、厚 度选择5mm。
4、 根据权利要求1或2所述的超大工作行程六自由度宏——微结合串联机 器人专用悬梁，其特征是所述的等边直角三角形型材的边长选择45mm、厚 度选择5mm。
5、 根据权利要求3所述的超大工作行程六自由度宏——微结合串联机器人 专用悬梁，其特征是所述的等边直角三角形型材的边长选择45mm、厚度选 择5mnu
6、 根据权利要求1或2所述的超大工作行程六自由度宏——微结合串联机 器人专用悬梁，其特征是竖直悬梁底部最小正方形横截面边长为345mm， 竖直悬梁顶部最大正方形横截面边长为545mm。
7、 根据权利要求3所述的超大工作行程六自由度宏——微结合串联机器人 专用悬梁，其特征是竖直悬梁底部最小正方形横截面边长为345mm，竖直 悬梁顶部最大正方形横截面边长为545mm。
8、 根据权利要求4所述的超大工作行程六自由度宏——微结合串联机器人 专用悬梁，其特征是竖直悬梁底部最小正方形横截面边长为345mm，竖直 悬梁顶部最大正方形横截面边长为545mm。
9、 根据权利要求5所述的超大工作行程六自由度宏——微结合串联机器人 专用悬梁，其特征是竖直悬梁底部最小正方形横截面边长为345mm，竖直 悬梁顶部最大正方形横截面边长为545mm。
全文摘要
本发明提供的是一种超大工作行程六自由度宏——微结合串联机器人专用悬梁。它由四根正方形空心铝型材[1]、等边直角三角形型材[2]、固定架[3]、保持架[4]组成，四根正方形空心铝型材[1]的上端焊接在固定架[3]上构成椎状且每根正方形空心铝型材[1]与垂直方向的角度a均为1°，每个保持架[4]是由4根焊接在四根正方形空心铝型材[1]上的等边直角三角形型材组成。本发明结构悬梁与其他桁架结构、等截面梁或锥状、桁架结构、截面为长方形、圆形等梁相比具有横向、纵向的抗弯强度高；抗惯性好的优点。在相同抗弯强度、抗惯性条件下，本发明结构梁要比其他结构梁的质量小很多，而质量越小超大行程六自由度宏——微结合串联机器人主梁挠度就越小，运动精度就越容易保证。
文档编号F16S3/06GK101264606SQ200810064440
公开日2008年9月17日 申请日期2008年5月5日 优先权日2008年5月5日
发明者震 史, 张秀峰, 高延滨 申请人:哈尔滨工程大学