本實用新型屬于焊接技術領域，涉及一種用于千斤頂制造的弧焊機器人。

背景技術：

千斤頂?shù)暮附庸に嚢ǜ椎准爸^的焊接，由于支架缸體焊縫承受壓力較大，必須嚴格跟蹤、控制焊縫質量，根據(jù)焊接條件的變化實時檢測出焊縫的偏差，并調整焊接路徑和焊接參數(shù)，避免焊逢冷、熱裂紋及氣孔的產生。

因此在千斤頂?shù)闹圃熘袑附訖C器人的要求比較高，焊縫路徑的規(guī)劃需以機器人的靈活度為基礎。目前的焊接機器人大多為關節(jié)式機器人，可將末端的焊接工具送到不同的空間位置，但是機器人的整體結構體型偏大，焊接中容易遇到死角問題。

焊接機器人的腕關節(jié)是連接機器人手臂和焊接工具的關鍵機構，其結構設計是是機器人研究領域的挑戰(zhàn)性課題之一，目前，現(xiàn)有的焊接機器人僅能實現(xiàn)傳動和簡單擺動，而且腕關節(jié)不僅體型偏大、笨重，而且操作起來不方便控制，結構復雜，不方便檢查和維修。

其次，焊接工具旋轉到一定位置需要作間歇性的停頓時，控制其旋轉的電機必須停止轉動，再次旋轉時電機再重新啟動，電機間斷性的運行和停止，不僅增加了機器人程序編程的復雜性，而且會影響相應電機的使用壽命。

因此對于本領域的技術人員來說，需研制一種專門針對千斤頂?shù)膶Ｓ没『笝C器人，弧焊機器人的機械結構應具有多個自由度，結構緊湊合理、通用性強，體積和重量較小，便于安裝調試，以更好地滿足對千斤頂?shù)暮附右蟆?/p>

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種體積小巧，結構簡單的用于千斤頂制造的弧焊機器人。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn)：

一種用于千斤頂制造的弧焊機器人，包括焊槍和在控制器的控制下驅動焊槍移動的機器人總成，所述機器人總成包括底座、支撐柱、機器人大臂和機器人小臂，所述支撐柱可轉動連接于底座，所述機器人大臂可轉動連接在所述支撐柱的端部，所述機器人小臂可轉動連接在所述機器人大臂的端部，所述機器人小臂的末端設置有驅動焊槍俯仰和旋轉的機器人腕部傳動機構，所述焊槍連接在所述機器人腕部傳動機構的前端；所述機器人腕部傳動機構包括機器人手腕以及可轉動連接于機器人手腕的焊槍座，所述機器人手腕包括中空的腕部殼體和中空的兩連接臂，兩連接臂延伸在所述腕部殼體的左右兩側；所述焊槍座設有固定焊槍用的夾持元件；所述腕部殼體內設有驅動夾持元件旋轉的第一電機和驅動焊槍座俯仰的第二電機，所述第一電機、第二電機的軸向方向與所述連接臂的軸向方向垂直；其中一側的連接臂中內設有將所述第一電機的驅動力傳動至所述夾持元件的第一傳動帶組件，另一側的連接臂中內設有將所述第二電機的驅動力傳動至所述焊槍座的第二傳動帶組件，所述第二傳動帶組件分別與所述第二電機、焊槍座傳動相連；所述焊槍座的前端設有第一軸承，所述夾持元件包括連接焊槍的夾持部和連接焊槍座的連接軸，所述連接軸穿設過所述第一軸承，所述連接軸與第一軸承的內圈過盈配合，所述連接軸的后端套設有內齒輪，所述連接軸與內齒輪過盈配合；所述焊槍座還內設有傳動齒輪軸，所述傳動齒輪軸的前端設有不完全齒輪，所述不完全齒輪與所述連接軸的內齒輪嚙合，所述第一傳動帶組件分別與所述第一電機、傳動齒輪軸傳動相連。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機器人中，所述腕部殼體具有第一電機室和位于第一電機室前側的第二電機室，所述第一電機安裝在所述第一電機室，所述第二電機安裝在所述第二電機室。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機器人中，所述第一電機室連通位于左側的連接臂，所述第二電機室連通位于右側的連接臂。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機器人中，所述第一電機室包括可拆卸的第一蓋板，所述第二電機室包括可拆卸的第二蓋板。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機器人中，所述第一傳動帶組件包括第一輸出軸，所述第一輸出軸的端部設有斜齒輪，所述斜齒輪與所述傳動齒輪軸嚙合。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機器人中，所述焊槍座的兩側具有轉軸，兩所述連接臂分別設有第二軸承，所述轉軸分別穿設過所述第二軸承，所述第二傳動帶組件包括第二輸出軸，所述第二輸出軸和焊槍座右側的轉軸通過齒輪嚙合。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機器人中，左側的連接臂開設有連接臂開孔，所述焊槍座的左側開設有焊槍座開孔，所述第一輸出軸穿設過所述連接臂開孔和焊槍座開孔。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機器人中，所述夾持部是螺紋法蘭，所述連接軸螺紋連接于所述夾持部，所述夾持部與焊槍法蘭連接。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機器人中，所述底座上設置有控制器。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機器人中，所述機器人手腕與所述機器人小臂法蘭連接。

與現(xiàn)有技術相比，本技術方案具有的優(yōu)勢是：

1、弧焊機器人具有多個自由度，焊槍移動無死角，結構緊湊合理、通用性強，體積和重量較小，便于安裝調試，能夠滿足對千斤頂?shù)暮附右蟆?/p>

2、夾持元件的連接軸是和不完全齒輪進行嚙合，不完全齒輪具有無齒部分，無齒部分不能帶動連接軸轉動，從而實現(xiàn)了夾持元件能夠間歇地旋轉，期間第一電機能夠持續(xù)地運行，不會影響到其使用壽命，且能夠簡化機器人程序編程；

3、第一電機和第二電機安裝于各自相應的電機室中，便于檢查和維修，且機器人手腕結構布置合理，便于縮小空間；

4、多采用法蘭連接方式，制造工藝簡單，生產成本低。

附圖說明

圖1是本實用新型的弧焊機器人的結構示意圖。

圖2是本實用新型的弧焊機器人的機器人腕部傳動機構的結構示意圖。

圖3是本實用新型的弧焊機器人的機器人腕部傳動機構的透視圖。

圖中，100、機器人總成；110、底座；120、支撐柱；130、機器人大臂；140、機器人小臂；200、焊槍；300、機器人腕部傳動機構；310、機器人手腕；311、腕部殼體；3111、第一電機室；3112、第二電機室；312、連接臂；3121、第二軸承；313、第一蓋板；314、第二蓋板；320、焊槍座；321、第一軸承；322、轉軸；330、夾持元件；331、夾持部；332、連接軸；341、第一電機；342、第二電機；350、第一傳動帶組件；351、第一輸出軸；352、斜齒輪；360、第二傳動帶組件；361、第二輸出軸；370、傳動齒輪軸；371、不完全齒輪；400、控制器。

具體實施方式

以下是本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。

如圖1至圖3所示，本實用新型提供了一種用于千斤頂制造的弧焊機器人，包括焊槍200和在控制器400的控制下驅動焊槍200移動的機器人總成100，所述機器人總成100包括底座110、支撐柱120、機器人大臂130和機器人小臂140，所述支撐柱120可轉動連接于底座110，所述機器人大臂130可轉動連接在所述支撐柱120的端部，所述機器人小臂140可轉動連接在所述機器人大臂130的端部，所述機器人小臂140的末端設置有驅動焊槍200俯仰和旋轉的機器人腕部傳動機構300，所述焊槍200連接在所述機器人腕部傳動機構300的前端；所述機器人腕部傳動機構300包括機器人手腕310以及可轉動連接于機器人手腕310的焊槍座320，所述機器人手腕310包括中空的腕部殼體311和中空的兩連接臂312，兩連接臂312延伸在所述腕部殼體311的左右兩側；所述焊槍座320設有固定焊槍用的夾持元件330；所述腕部殼體311內設有驅動夾持元件330旋轉的第一電機341和驅動焊槍座320俯仰的第二電機342，所述第一電機341、第二電機342的軸向方向與所述連接臂312的軸向方向垂直；其中一側的連接臂312中內設有將所述第一電機341的驅動力傳動至所述夾持元件330的第一傳動帶組件350，另一側的連接臂312中內設有將所述第二電機342的驅動力傳動至所述焊槍座320的第二傳動帶組件360，所述第二傳動帶組件360分別與所述第二電機342、焊槍座320傳動相連；所述焊槍座320的前端設有第一軸承321，所述夾持元件330包括連接焊槍200的夾持部331和連接焊槍座320的連接軸332，所述連接軸332穿設過所述第一軸承321，所述連接軸332與第一軸承321的內圈過盈配合，所述連接軸332的后端套設有內齒輪，所述連接軸332與內齒輪過盈配合；所述焊槍座320還內設有傳動齒輪軸370，所述傳動齒輪軸370的前端設有不完全齒輪371，所述不完全齒輪371與所述連接軸332的內齒輪嚙合，所述第一傳動帶組件350分別與所述第一電機341、傳動齒輪軸370傳動相連。

所述弧焊機器人具有多個自由度，焊槍移動無死角，結構緊湊合理、通用性強，體積和重量較小，便于安裝調試。

具體地，所述底座110內設有驅動支撐柱120繞底座110軸心轉動的電機一，所述支撐柱120內設有驅動機器人大臂130繞支撐柱120轉動的電機二，所述機器人大臂130內設有驅動機器人小臂140繞機器人大臂130轉動的電機三。所述電機一采用同步帶傳動結構驅動所述支撐柱120，所述電機二和電機三分別采用蝸輪蝸桿傳動結構驅動機器人大臂130和機器人小臂140。

值得一提的是，焊槍200被連接在所述夾持元件330上，在所述第一電機341的驅動下并通過第一傳動帶組件350的傳動，所述夾持元件330能夠實現(xiàn)旋轉，即焊槍200實現(xiàn)旋轉，且由于夾持元件330的連接軸332是和不完全齒輪371進行嚙合，不完全齒輪371具有無齒部分，無齒部分不能帶動連接軸332轉動，從而實現(xiàn)了夾持元件330能夠間歇地旋轉，期間所述第一電機341能夠持續(xù)地運行，不會影響到其使用壽命。

優(yōu)選地，所述腕部殼體311具有第一電機室3111和位于第一電機室3111前側的第二電機室3112，所述第一電機341安裝在所述第一電機室3111，所述第二電機342安裝在所述第二電機室3112。所述第一電機室3111連通位于左側的連接臂312，所述第二電機室3112連通位于右側的連接臂312，因此所述機器人手腕310結構布置合理，便于縮小空間。

所述第一電機室3111包括可拆卸的第一蓋板313，所述第二電機室3112包括可拆卸的第二蓋板314。當需要對所述第一電機341或者第二電機342檢查或者維修時，通過打開其所對應的第一蓋板313或者第二蓋板314即可，方便操作，且不會相互影響。

進一步地，所述第一傳動帶組件350包括第一輸出軸351，所述第一輸出軸351的端部設有斜齒輪352，所述斜齒輪352與所述傳動齒輪軸370嚙合。左側的連接臂312開設有連接臂開孔，所述焊槍座320的左側開設有焊槍座開孔，所述第一輸出軸351穿設過所述連接臂開孔和焊槍座開孔。所述第一電機341轉動時，在所述第一傳動帶組件350的動力傳輸下，所述第一輸出軸351通過斜齒輪352驅動所述傳動齒輪軸370轉動，所述傳動齒輪軸370通過不完全齒輪371帶動所述連接軸332間歇性地旋轉，即實現(xiàn)所述夾持元件330間歇性地旋轉運動。

所述焊槍座320的兩側具有轉軸322，兩所述連接臂312分別設有第二軸承3121，所述轉軸322分別穿設過所述第二軸承3121，所述第二傳動帶組件360包括第二輸出軸361，所述第二輸出軸361和焊槍座右側的轉軸322通過齒輪嚙合。所述第二電機342轉動時，在所述第二傳動帶組件360的動力傳輸下，所述第二輸出軸361通過齒輪驅動焊槍座右側的轉軸322轉動，從而實現(xiàn)所述焊槍座320的俯仰運動。

所述夾持部331是螺紋法蘭，所述連接軸332螺紋連接于所述夾持部331，所述夾持部331與焊槍200法蘭連接。因此不僅降低了夾持元件330的生產工藝，而且便于安裝和維修，且當其中一個部件受損時，能直接替換，降低了使用成本。

進一步地，所述機器人手腕310與所述機器人小臂140法蘭連接，便于機器人的安裝和維修。

進一步地，所述底座110上設置有控制器400。所述控制器400存儲有控制焊接路徑的運動指令，焊縫軌跡通過離線編程所獲得。所述控制器400通信連接于圖像處理器，采用機器視覺傳感技術，通過對焊接區(qū)圖像進行采集，產生視頻信號送至圖像處理器，對圖像進行快速處理并提取跟蹤特征參量，進行數(shù)據(jù)識別和計算，通過逆運動學求解得到機器人各軸坐標位置給定值，從而精確地調整機器人的運動。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了機器人總成100；底座110；支撐柱120；機器人大臂130；機器人小臂140；焊槍200；機器人腕部傳動機構300；機器人手腕310；腕部殼體311；第一電機室111；第二電機室112；連接臂312；第二軸承3121；第一蓋板313；第二蓋板314；焊槍座320；第一軸承321；轉軸322；夾持元件330；夾持部331；連接軸332；第一電機341；第二電機342；第一傳動帶組件350；第一輸出軸351；斜齒輪352；第二傳動帶組件360；第二輸出軸361；傳動齒輪軸370；不完全齒輪371；控制器400等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。