本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，具體是一種立體混合驅(qū)動(dòng)多桿可控式焊接機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前，機(jī)器人已經(jīng)在各領(lǐng)域中得到普遍運(yùn)用，焊接機(jī)器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機(jī)器人，對(duì)于提高焊接效率，改善工人工作環(huán)境、降低生產(chǎn)成本等起到不可替代的作用，然而機(jī)器人受空間、環(huán)境等多方面因素影響，往往工作效率也得不到有效發(fā)揮。并且串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人各有優(yōu)缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作空間大等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)而言串聯(lián)機(jī)器人剛度低，不能應(yīng)用于高速，大承載的場(chǎng)合；并聯(lián)機(jī)器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、剛度高且末端執(zhí)行器慣性小等特點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)裝置可置于定平臺(tái)上或接近定平臺(tái)的位置，這樣運(yùn)動(dòng)部分重量輕，速度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；但是并聯(lián)機(jī)器人的明顯缺點(diǎn)是工作空間小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種立體混合驅(qū)動(dòng)多桿可控式焊接機(jī)器人。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種立體混合驅(qū)動(dòng)多桿可控式焊接機(jī)器人，包括桿一、桿二、桿三、桿四、桿五、桿六、桿七、桿八、桿九、桿十、桿十一、機(jī)架、底座、線輥、繩纜、電動(dòng)推桿、焊槍以及載物臺(tái)，

桿一的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副一連接在機(jī)架上，桿一的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副二與桿二的一端連接，桿二的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副三連接在載物臺(tái)上，

桿三的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副四連接在機(jī)架上，桿三的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副五連接在載物臺(tái)上，

桿四的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副六連接在機(jī)架上，桿四的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副七與桿五的一端連接，桿五的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副八連接在桿三上，

桿六中部通過轉(zhuǎn)動(dòng)副九連接在載物臺(tái)上，

桿六的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十與電動(dòng)推桿一端連接，電動(dòng)推桿另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十連接在桿一上，

桿六的另一端與桿七一端固定連接，桿六和桿七固定連接成l形，桿七另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十二與桿八一端連接，桿八另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十三連接在焊槍上，

桿九的中部與桿七的中部通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十四連接，

桿九的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十五與桿十的一端連接，桿十的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十六與桿十一的一連接，桿十一的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十七連接在桿八上，

桿九的另一端與繩纜一端固定連接，繩纜另一端纏繞在線輥上，線輥安裝在機(jī)架上，

機(jī)架通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十八連接在底座上。

進(jìn)一步的，

還包括伺服電機(jī)一、伺服電機(jī)二和伺服電機(jī)三，轉(zhuǎn)動(dòng)副一由伺服電機(jī)一驅(qū)動(dòng)，線輥由伺服電機(jī)二驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)副十八由伺服電機(jī)三驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步的，

所述轉(zhuǎn)動(dòng)副九的旋轉(zhuǎn)平面與轉(zhuǎn)動(dòng)副一的旋轉(zhuǎn)平面垂直，

所述轉(zhuǎn)動(dòng)副十三的旋轉(zhuǎn)平面和轉(zhuǎn)動(dòng)副十的旋轉(zhuǎn)平面都與轉(zhuǎn)動(dòng)副九的旋轉(zhuǎn)平面平行，

所述轉(zhuǎn)動(dòng)副二、轉(zhuǎn)動(dòng)副三、轉(zhuǎn)動(dòng)副四、轉(zhuǎn)動(dòng)副五、轉(zhuǎn)動(dòng)副六、轉(zhuǎn)動(dòng)副七、轉(zhuǎn)動(dòng)副八、轉(zhuǎn)動(dòng)副十、轉(zhuǎn)動(dòng)副十一、轉(zhuǎn)動(dòng)副十二、轉(zhuǎn)動(dòng)副十四、轉(zhuǎn)動(dòng)副十五、轉(zhuǎn)動(dòng)副十六和轉(zhuǎn)動(dòng)副十七的旋轉(zhuǎn)平面都與轉(zhuǎn)動(dòng)副一的旋轉(zhuǎn)平面平行。

進(jìn)一步的，

所述桿六上設(shè)有繩纜通孔，繩纜穿過繩纜通孔后纏繞在線輥上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備的有益效果：

1.本發(fā)明結(jié)合了串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)，具有工作空間大、剛度高、承載強(qiáng)、可靠性好、快速定位等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)焊接、噴涂、搬運(yùn)等復(fù)雜作業(yè)。

2.本發(fā)明包括串聯(lián)可移動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可水平移動(dòng)，提高了焊槍工作遠(yuǎn)動(dòng)空間范圍。

3.本發(fā)明提高了機(jī)器人承載能力，并可以快速定位焊接位置，提高焊接效率。

4.桿件均為輕桿，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力性能好，故電機(jī)相同功率下，本發(fā)明效率更高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的立體混合驅(qū)動(dòng)多桿可控式焊接機(jī)器人角度一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的立體混合驅(qū)動(dòng)多桿可控式焊接機(jī)器人角度二的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述的立體混合驅(qū)動(dòng)多桿可控式焊接機(jī)器人角度三的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明所述的立體混合驅(qū)動(dòng)多桿可控式焊接機(jī)器人的桿六、桿七、桿九以及繩纜之間的裝配示意圖。

圖5為本發(fā)明所述的立體混合驅(qū)動(dòng)多桿可控式焊接機(jī)器人的繩纜的安裝示意圖。

圖6為本發(fā)明所述的立體混合驅(qū)動(dòng)多桿可控式焊接機(jī)器人角度四的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。

實(shí)施例1

一種立體混合驅(qū)動(dòng)多桿可控式焊接機(jī)器人，包括桿一1、桿二2、桿三3、桿四4、桿五5、桿六6、桿七7、桿八8、桿九9、桿十10、桿十一11、機(jī)架13、底座15、線輥23、繩纜17、電動(dòng)推桿16、焊槍22以及載物臺(tái)14，

桿一1的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副一101連接在機(jī)架13上，桿一1的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副二102與桿二2的一端連接，桿二2的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副三103連接在載物臺(tái)14上，

桿三3的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副四104連接在機(jī)架13上，桿三3的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副五105連接在載物臺(tái)14上，

桿四4的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副六106連接在機(jī)架13上，桿四4的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副七107與桿五5的一端連接，桿五5的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副八108連接在桿三3上，

桿六6中部通過轉(zhuǎn)動(dòng)副九109連接在載物臺(tái)14上，

桿六6的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十110與電動(dòng)推桿16一端連接，電動(dòng)推桿16另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十111連接在桿一1上，

桿六6的另一端與桿七7一端固定連接，桿六6和桿七7固定連接成l形，桿七7另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十二112與桿八8一端連接，桿八8另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十三113連接在焊槍22上，

桿九9的中部與桿七7的中部通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十四114連接，

桿九9的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十五115與桿十10的一端連接，桿十10的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十六116與桿十一11的一連接，桿十一11的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十七117連接在桿八8上，

桿九9的另一端與繩纜17一端固定連接，繩纜17另一端纏繞在線輥23上，線輥23安裝在機(jī)架13上，

機(jī)架13通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十八連接在底座15上。

進(jìn)一步的，還包括伺服電機(jī)一19、伺服電機(jī)二20和伺服電機(jī)三21，轉(zhuǎn)動(dòng)副一101由伺服電機(jī)一19驅(qū)動(dòng)，線輥23由伺服電機(jī)二20驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)副十八由伺服電機(jī)三21驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步的，

所述轉(zhuǎn)動(dòng)副九109的旋轉(zhuǎn)平面與轉(zhuǎn)動(dòng)副一101的旋轉(zhuǎn)平面垂直，

所述轉(zhuǎn)動(dòng)副十三113的旋轉(zhuǎn)平面和轉(zhuǎn)動(dòng)副十110的旋轉(zhuǎn)平面都與轉(zhuǎn)動(dòng)副九109的旋轉(zhuǎn)平面平行，

所述轉(zhuǎn)動(dòng)副二102、轉(zhuǎn)動(dòng)副三103、轉(zhuǎn)動(dòng)副四104、轉(zhuǎn)動(dòng)副五105、轉(zhuǎn)動(dòng)副六106、轉(zhuǎn)動(dòng)副七107、轉(zhuǎn)動(dòng)副八108、轉(zhuǎn)動(dòng)副十110、轉(zhuǎn)動(dòng)副十一111、轉(zhuǎn)動(dòng)副十二112、轉(zhuǎn)動(dòng)副十四114、轉(zhuǎn)動(dòng)副十五115、轉(zhuǎn)動(dòng)副十六116和轉(zhuǎn)動(dòng)副十七117的旋轉(zhuǎn)平面都與轉(zhuǎn)動(dòng)副一101的旋轉(zhuǎn)平面平行。

進(jìn)一步的，所述桿六6上設(shè)有繩纜通孔27，繩纜17穿過繩纜通孔27后纏繞在線輥23上。

工作原理：

本發(fā)明所述桿的中部不是指桿件的幾何中點(diǎn)位置，而是指不在兩端的桿上任何位置。

桿一1、桿二2、桿三3、桿四4和桿五5配合形成的機(jī)構(gòu)用于調(diào)整載物臺(tái)14的姿態(tài)。

桿六6中部通過轉(zhuǎn)動(dòng)副九109連接在載物臺(tái)14上，焊線箱安裝在載物臺(tái)14上，因此載物臺(tái)14在承載焊線箱的同時(shí)，還起到承載桿六6以及連接和控制焊槍22位置的機(jī)構(gòu)的作用。

與桿六6的一端連接的電動(dòng)推桿16伸長(zhǎng)和縮短驅(qū)動(dòng)桿六6繞著其中部的轉(zhuǎn)動(dòng)副九109旋轉(zhuǎn)，而桿七7的一端固定連接在桿六6的另一端，而且桿七7與桿六6垂直，使得桿七7也以轉(zhuǎn)動(dòng)副九109的軸線旋轉(zhuǎn)，桿七7旋轉(zhuǎn)的軌跡掃過一個(gè)圓柱面。桿八8通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十二112連接在桿七7另一端，桿八8的運(yùn)動(dòng)是由桿九9、桿十10、桿十一11以及繩纜17組成的機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的。

所述桿六6上設(shè)有繩纜通孔27，繩纜17穿過繩纜通孔27后纏繞在線輥23上，因此繩纜由繩纜通孔處劃分為與桿七平行的部分17b，以及其余部分17a和17c。圖中17為繩纜17，由于三維立體圖畫圖的原因，圖中17分為三截，分別是17a、17b、17c。其中17b為螺旋狀部分，在進(jìn)行姿態(tài)控制時(shí)，先控制電動(dòng)推桿16伸長(zhǎng)和縮短，當(dāng)桿六6旋轉(zhuǎn)時(shí)，繩纜17需要處于松弛狀態(tài)，不然桿六6無法旋轉(zhuǎn)，螺旋狀部分17b就是表示繩纜17處于松弛狀態(tài)時(shí)的設(shè)計(jì)余量。

桿九9的中部與桿七7的中部通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十四114連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副十二112和轉(zhuǎn)動(dòng)副十四114的旋轉(zhuǎn)平面平行并且與轉(zhuǎn)動(dòng)副九119垂直，當(dāng)需要調(diào)整桿八8的位置時(shí)，啟動(dòng)伺服電機(jī)二20帶動(dòng)線輥23旋轉(zhuǎn)，繩纜17纏繞在線輥23上，當(dāng)繩纜17張緊后，拉動(dòng)桿九9一端，桿九9相當(dāng)于杠桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副十四114即為支點(diǎn)，桿九9另一端通過桿十10和桿十一11帶動(dòng)桿八8繞轉(zhuǎn)動(dòng)副十二112旋轉(zhuǎn)，即可把桿八8調(diào)整至需要的位置，串聯(lián)在桿八8末端的焊槍22就能夠準(zhǔn)確的指向焊縫位置。由于繩纜17設(shè)有與桿七7平行的部分17b，當(dāng)繩纜17張緊后，繩纜收縮拉動(dòng)桿九9一端向載物臺(tái)14一側(cè)移動(dòng)，而桿九9另一端則向焊槍22的一側(cè)移動(dòng)。

機(jī)架13通過轉(zhuǎn)動(dòng)副十八連接在底座15上，轉(zhuǎn)動(dòng)副十八由伺服電機(jī)三21驅(qū)動(dòng)，焊接機(jī)器人的主體部件安裝在機(jī)架13上，啟動(dòng)伺服電機(jī)三21，控制機(jī)架13在水平面上做旋轉(zhuǎn)，使得焊槍22能夠在360度的范圍內(nèi)全方位工作。

圖中，18是桿六6和桿七7固定連接成l形的焊點(diǎn)。