利用六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種利用六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]串聯(lián)機(jī)器人剛度較低，不能應(yīng)用于高速、大承載的場(chǎng)合；而并聯(lián)機(jī)器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人相比較，具有無(wú)累積誤差、精度較高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、剛度高且末端焊接執(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。工程上現(xiàn)有的帶有局部閉鏈的操作機(jī)如M0T0MAN-K10并沒(méi)有解決工業(yè)機(jī)器人存在的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種利用六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)器人關(guān)于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種利用六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法，
[0005]所述的六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)包括立柱、主臂、第一搖臂、第二搖臂、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、滑塊、第五連桿、第六連桿和第七連桿，所述立柱底端連接第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副，立柱頂端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與主臂第一個(gè)連接端和第一搖臂第一個(gè)連接端連接，第一搖臂第二個(gè)連接端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂第二個(gè)連接端連接，第二搖臂第一個(gè)連接端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與主臂第二個(gè)連接端連接，第二搖臂第三個(gè)連接端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖臂第三個(gè)連接端連接，第三連桿一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂第四個(gè)連接端連接，第三連桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端用于連接焊接執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述的立柱側(cè)面設(shè)有移動(dòng)副，滑塊一端通過(guò)移動(dòng)副與立柱連接，另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第七連桿一端連接，第七連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與主臂的第二個(gè)連接端連接；
[0006]焊接作業(yè)前，將車(chē)體與立柱底端用第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副連接起來(lái)，將焊接執(zhí)行機(jī)構(gòu)用第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接起來(lái)；
[0007]焊接作業(yè)進(jìn)行時(shí)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主臂，使主臂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，第五連桿、第六連桿和第七連桿支撐主臂，并與主臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)合成；再通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二搖臂，從而使第二搖臂對(duì)第三連桿進(jìn)行搖臂式控制；通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使第三連桿和第四連桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使連桿機(jī)構(gòu)完成焊接作業(yè)。
[0008]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0009]1、由立柱、第五連桿、第六連桿、第七連桿和主臂形成一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制的子鏈，提高了機(jī)器人的剛度，并且搖臂移動(dòng)式設(shè)計(jì)大大提高機(jī)器人的工作空間，能避免機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置，能使機(jī)器人的作用范圍更大，并且能使機(jī)構(gòu)更好的保持平衡；
[0010]2、電機(jī)安裝在搖臂關(guān)節(jié)上，通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)上的轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)閉環(huán)鏈運(yùn)動(dòng)，從而間接驅(qū)動(dòng)末端連桿，使末端焊接執(zhí)行器的活動(dòng)度和活動(dòng)空間更大，能減小能動(dòng)力矩；
[0011 ] 3、電機(jī)安裝在主臂后面，降低了整個(gè)機(jī)構(gòu)的重心，而且可以安裝功率較大的電機(jī)在機(jī)構(gòu)上，使末端焊接執(zhí)行器可以適應(yīng)在焊接、噴涂、搬運(yùn)、裝卸、裝配、碼垛等復(fù)雜作業(yè)中；
[0012]4、連桿機(jī)構(gòu)與末端焊接執(zhí)行器之間用一個(gè)帶鉸鏈的連桿和末端焊接執(zhí)行器連接，使執(zhí)行器靈活度更高，工作空間比以往的機(jī)器人更大，而且?guī)сq鏈的連桿做成輕桿，可以使整個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)力性能更好且易于控制，還可以使末端焊接執(zhí)行器在小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)360度周角，使機(jī)構(gòu)能適用于更多場(chǎng)合，精度更高；
[0013]5、連桿做成輕桿，使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好；
[0014]6、與同類(lèi)型的機(jī)器人機(jī)構(gòu)相比較，相同功率下做的功更多。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第一工作立體圖。
[0016]圖2為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第一工作正視圖。
[0017]圖3為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第一工作后視圖。
[0018]圖4為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第二工作正視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第三工作正視圖。
[0020]圖6為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接作業(yè)的第四工作正視圖。
[0021]圖7為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)的第一搖臂結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖8為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)的第二搖臂結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)的主臂結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖10為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)的第三連桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖11為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)的滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖12為本發(fā)明所述六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)的立柱結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]如圖1-圖12所示，一種利用六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法，先按照以下連接方法將焊接車(chē)連接安裝起來(lái):
[0029]所述立柱2底端通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副28與車(chē)體I連接，立柱2頂端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副13分別與主臂4第一個(gè)連接端和第一搖臂3第一個(gè)連接端連接，第一搖臂3第二個(gè)連接端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副14與第一連桿5 —端連接，第一連桿5另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副17與第二搖臂7第二個(gè)連接端連接，第二搖臂7第一個(gè)連接端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副16與主臂4第二個(gè)連接端連接，第二搖臂7第三個(gè)連接端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副18與第二連桿6 —端連接，第二連桿6另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副15與第一搖臂3第三個(gè)連接端連接，第三連桿8 一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副19與第二搖臂7第四個(gè)連接端連接，第三連桿8另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副20與第四連桿9 一端連接，第四連桿9另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副21與末端焊接執(zhí)行器10連接。
[0030]所述的立柱2側(cè)面設(shè)有移動(dòng)副27，滑塊22 —端通過(guò)移動(dòng)副27與立柱2連接，另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副23與第五連桿26 —端連接，第五連桿26另一端通過(guò)第^ 轉(zhuǎn)動(dòng)副25與第六連桿12 —端連接，第六連桿12另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副24與第七連桿11 一端連接，第七連桿11另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副16與主臂4的第二個(gè)連接端連接。
[0031]焊接作業(yè)進(jìn)行時(shí)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主臂4，使主臂4進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，第五連桿26、第六連桿12和第七連桿11支撐主臂4，并與主臂4進(jìn)行運(yùn)動(dòng)合成；再通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二搖臂7，從而使第二搖臂7對(duì)第三連桿8進(jìn)行搖臂式控制；通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使第三連桿8和第四連桿9進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使連桿機(jī)構(gòu)完成焊接作業(yè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法，其特征在于， 所述的六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)包括立柱、主臂、第一搖臂、第二搖臂、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、滑塊、第五連桿、第六連桿和第七連桿，所述立柱底端連接第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副，立柱頂端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與主臂第一個(gè)連接端和第一搖臂第一個(gè)連接端連接，第一搖臂第二個(gè)連接端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂第二個(gè)連接端連接，第二搖臂第一個(gè)連接端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與主臂第二個(gè)連接端連接，第二搖臂第三個(gè)連接端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一搖臂第三個(gè)連接端連接，第三連桿一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂第四個(gè)連接端連接，第三連桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端用于連接焊接執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述的立柱側(cè)面設(shè)有移動(dòng)副，滑塊一端通過(guò)移動(dòng)副與立柱連接，另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第七連桿一端連接，第七連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與主臂的第二個(gè)連接端連接； 焊接作業(yè)前，將車(chē)體與立柱底端用第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副連接起來(lái)，將焊接執(zhí)行機(jī)構(gòu)用第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接起來(lái)； 焊接作業(yè)進(jìn)行時(shí)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主臂，使主臂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，第五連桿、第六連桿和第七連桿支撐主臂，并與主臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)合成；再通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二搖臂，從而使第二搖臂對(duì)第三連桿進(jìn)行搖臂式控制；通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使第三連桿和第四連桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使連桿機(jī)構(gòu)完成焊接作業(yè)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種利用六自由度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行焊接施工的方法，利用立柱、主臂、第一搖臂、第二搖臂、第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿構(gòu)成執(zhí)行主鏈，利用第五連桿、第六連桿、第七連桿、立柱和主臂構(gòu)成執(zhí)行子鏈，焊接作業(yè)進(jìn)行時(shí)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主臂，使主臂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，第五連桿、第六連桿和第七連桿支撐主臂，并與主臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)合成；再通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二搖臂，從而使第二搖臂對(duì)第三連桿進(jìn)行搖臂式控制；通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使第三連桿和第四連桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使連桿機(jī)構(gòu)完成焊接作業(yè)。本發(fā)明具有工作空間大、剛度高、承載能力強(qiáng)和執(zhí)行精度高的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】B25J9-08, B23K37-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104626140
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410814475
【發(fā)明人】蔡敢為, 關(guān)卓懷, 張 林, 李智杰, 張永文, 李榮康, 朱凱君, 王龍, 王小純, 李巖舟, 楊旭娟
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日