一種多自由度可控噴涂機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種多自由度可控噴涂機(jī)器人，該噴涂機(jī)器人包括腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)架及回轉(zhuǎn)平臺，機(jī)架安裝在回轉(zhuǎn)平臺上，主要電機(jī)可安裝在機(jī)架上，控制第一主動桿、第二主動桿、第三主動桿及噴槍基座回轉(zhuǎn)，從而帶動腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在工作空間的回轉(zhuǎn)。本發(fā)明桿件可制成輕桿，機(jī)構(gòu)動力學(xué)性能好、性能穩(wěn)定、可靠性好，能滿足高速高精度噴涂要求；且工作空間大，靈活度高，控制方便，加工簡單，工作可靠，不僅適應(yīng)于小型普通噴涂作業(yè)，還可用于大型或重型結(jié)構(gòu)噴涂作業(yè)。
【專利說明】一種多自由度可控噴涂機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，具體是一種多自由度可控噴涂機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]噴涂機(jī)器人是一種進(jìn)行噴涂作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，能夠代替人工，環(huán)保、高效的完成各種噴涂作業(yè)，廣泛應(yīng)用于汽車車身噴涂等領(lǐng)域，已成為市場上應(yīng)用最多的工業(yè)機(jī)器人之一?，F(xiàn)有的噴涂機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有平行四邊形結(jié)構(gòu)和側(cè)置式或擺式結(jié)構(gòu)兩種形式，因其具有相對較大工作空間和較為靈活的動作得到了廣泛應(yīng)用。但這類傳統(tǒng)開鏈?zhǔn)酱?lián)噴涂機(jī)器人機(jī)構(gòu)隨著工業(yè)的發(fā)展，工作空間和靈活度逐漸難以滿足生產(chǎn)的需求，并且因其自身結(jié)構(gòu)的限制，電機(jī)都需要安裝在連接處，導(dǎo)致手臂重量大、剛性差、慣量大等問題，機(jī)構(gòu)動力學(xué)性能差，難以滿足日益嚴(yán)格的高速高精度及大型噴涂作業(yè)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種多自由度可控噴涂機(jī)器人，解決傳統(tǒng)開鏈?zhǔn)酱?lián)噴涂機(jī)器人機(jī)構(gòu)工作空間和靈活度不夠大，且電機(jī)都需要安裝在連接處，導(dǎo)致手臂重量大、剛性差、慣量大，機(jī)構(gòu)動力學(xué)性能差等問題，滿足高速高精度噴涂要求，不僅適應(yīng)于小型普通噴涂作業(yè)，還可用于大型或重型結(jié)構(gòu)噴涂作業(yè)。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種多自由度可控噴涂機(jī)器人，包括腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)架及回轉(zhuǎn)平臺；
[0005]所述機(jī)架通過第一轉(zhuǎn)動副連接在回轉(zhuǎn)平臺上，實(shí)現(xiàn)整個機(jī)器人工作空間任意靈活運(yùn)動；
[0006]所述腰升降機(jī)構(gòu)包括第一主動桿、第一連桿和腰桿，第一主動桿一端通過第二轉(zhuǎn)動副連接在機(jī)架上，另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第一連桿相連；第一連桿通過第四轉(zhuǎn)動副與腰桿相連，腰桿通過第五轉(zhuǎn)動副安裝在機(jī)架上；第一主動桿的運(yùn)動可控制腰桿在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。
[0007]所述肩升降機(jī)構(gòu)包括第二主動桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿及肩桿，第二主動桿一端通過第六轉(zhuǎn)動副連接在機(jī)架上，另一端通過第七轉(zhuǎn)動副連接在第二連桿一端上；第二連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第三連桿一端相連，第三連桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副安裝在機(jī)架上；第四連桿一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第三連桿相連，另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與肩桿一端相連；肩桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副安裝在腰桿上；第二主動桿的運(yùn)動可控制肩桿在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。
[0008]所述肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第三主動桿、第五連桿及肘桿，第三主動桿一端通過第五轉(zhuǎn)動副安裝在機(jī)架上，另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端相連；第五連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副連接在肘桿上，肘桿通過第十三轉(zhuǎn)動副安裝在肩桿上；第三主動桿的運(yùn)動可控制肘桿在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。
[0009]所述噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括噴槍基座及噴槍，噴槍基座通過第十四轉(zhuǎn)動副與肘桿相連，噴槍通過鉸孔鉸接在噴槍基座上。噴槍基座的運(yùn)動可控制噴槍在空間內(nèi)的回轉(zhuǎn)。其中電機(jī)可安裝在噴槍基座上或安裝在機(jī)架上亦或根據(jù)工作要求不安裝電機(jī)，使噴槍基座固定在肘桿上。
[0010]通過安裝在機(jī)架上的電機(jī)可分別驅(qū)動所述第一主動桿、第二主動桿、第三主動桿和噴槍基座的回轉(zhuǎn)，從而控制腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)按工作要求的回轉(zhuǎn)，及根據(jù)工作需要機(jī)架在回轉(zhuǎn)平臺的繞軸轉(zhuǎn)動，可實(shí)現(xiàn)噴槍在工作空間內(nèi)的靈活運(yùn)動，完成嗔涂作業(yè)。
[0011]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012]1、機(jī)器人工作空間大，靈活度高；
[0013]2、主要電機(jī)均可安裝在機(jī)架上，改善了各桿件的受力情況，機(jī)器人運(yùn)動慣量小，動力學(xué)性能好，能較好滿足高速高精度噴涂的要求；
[0014]3、采用連桿和轉(zhuǎn)動副連接，結(jié)構(gòu)簡單，且桿件可做成輕桿易于分解運(yùn)輸及安裝，維護(hù)保養(yǎng)簡單，不僅適用于小型普通噴涂作業(yè)，還可用于重型或大型結(jié)構(gòu)噴涂作業(yè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述一種多自由度可控噴涂機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明所述一種多自由度可控噴涂機(jī)器人的腰升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明所述一種多自由度可控噴涂機(jī)器人的肩升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明所述一種多自由度可控噴涂機(jī)器人的肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明所述一種多自由度可控噴涂機(jī)器人的噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明所述一種多自由度可控噴涂機(jī)器人的第三主動桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7為本發(fā)明所述一種多自由度可控噴涂機(jī)器人的肘桿結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作說明。
[0023]對照圖1、2、3、4、5，所述一種多自由度可控噴涂機(jī)器人包括:腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)架3及回轉(zhuǎn)平臺I。所述機(jī)架3安裝在回轉(zhuǎn)平臺I上，實(shí)現(xiàn)整個機(jī)器人工作空間任意靈活運(yùn)動。
[0024]對照圖1、圖2，所述機(jī)架3通過第一轉(zhuǎn)動副2連接在回轉(zhuǎn)平臺I上。
[0025]對照圖1、圖2，所述腰升降機(jī)構(gòu)由第一主動桿5、第一連桿7和腰桿9組成。第一主動桿5通過第二轉(zhuǎn)動副4連接在機(jī)架3上，第一主動桿5另一端通過第三轉(zhuǎn)動副6與第一連桿7相連，第一連桿7通過第四轉(zhuǎn)動副8與腰桿9相連，腰桿9 一端通過第五轉(zhuǎn)動副24安裝在機(jī)架3上。第一主動桿5的運(yùn)動可控制腰桿9在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。
[0026]對照圖1、圖3，所述肩升降機(jī)構(gòu)由第二主動桿27、第二連桿23、第三連桿22、第四連桿21及肩桿12組成。第二主動桿27通過第六轉(zhuǎn)動副28連接在機(jī)架3上，第二主動桿27另一端通過第七轉(zhuǎn)動副26連接在第二連桿23上，第二連桿23另一端通過第八轉(zhuǎn)動副20與第三連桿22 —端相連，第三連桿22另一端通過第五轉(zhuǎn)動副24安裝在機(jī)架3上。第四連桿21 —端通過第八轉(zhuǎn)動副20與第三連桿22相連，第四連桿21另一端通過第九轉(zhuǎn)動副11與肩桿12相連，肩桿12 —端通過第十轉(zhuǎn)動副10安裝在腰桿9上。第二主動桿27的運(yùn)動可控制肩桿12在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。
[0027]對照圖1、4、6、7，所述肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第三主動桿25、第五連桿29及肘桿17組成。第三主動桿25通過第五轉(zhuǎn)動副24安裝在機(jī)架3上。第三主動桿25 —端通過第十一轉(zhuǎn)動副30與第五連桿29 —端相連，第五連桿29另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副18連接在肘桿17上。肘桿17通過第十三轉(zhuǎn)動副19安裝在肩桿12上。第三主動桿25的運(yùn)動可控制肘桿17在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。
[0028]對照圖1、圖5，所述噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由噴槍基座14及噴槍16組成。噴槍基座14通過第十四轉(zhuǎn)動副13與肘桿17相連，噴槍16通過鉸孔15鉸接在噴槍基座14上。噴槍基座14的運(yùn)動可控制噴槍16在空間的回轉(zhuǎn)。
[0029]通過電機(jī)可分別驅(qū)動所述第一主動桿5、第二主動桿27、第三主動桿25和噴槍基座14的回轉(zhuǎn)，從而控制腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)按工作要求的回轉(zhuǎn)，及根據(jù)工作需要機(jī)架3在回轉(zhuǎn)平臺I的繞軸轉(zhuǎn)動，可實(shí)現(xiàn)噴槍16在工作空間內(nèi)的靈活運(yùn)動，完成嗔涂作業(yè) 。
【權(quán)利要求】
1.一種多自由度可控噴涂機(jī)器人，包括腰升降機(jī)構(gòu)、肩升降機(jī)構(gòu)、肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)架及回轉(zhuǎn)平臺；其特征在于: 所述機(jī)架通過第一轉(zhuǎn)動副連接在回轉(zhuǎn)平臺上； 所述腰升降機(jī)構(gòu)包括第一主動桿、第一連桿和腰桿，第一主動桿一端通過第二轉(zhuǎn)動副連接在機(jī)架上，另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第一連桿相連；第一連桿通過第四轉(zhuǎn)動副與腰桿相連，腰桿通過第五轉(zhuǎn)動副安裝在機(jī)架上； 所述肩升降機(jī)構(gòu)包括第二主動桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿及肩桿，第二主動桿一端通過第六轉(zhuǎn)動副連接在機(jī)架上，另一端通過第七轉(zhuǎn)動副連接在第二連桿一端上；第二連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第三連桿一端相連，第三連桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副安裝在機(jī)架上；第四連桿一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第三連桿相連，另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與肩桿一端相連；肩桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副安裝在腰桿上； 所述肘回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第三主動桿、第五連桿及肘桿，第三主動桿一端通過第五轉(zhuǎn)動副安裝在機(jī)架上，另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端相連；第五連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副連接在肘桿上，肘桿通過第十三轉(zhuǎn)動副安裝在肩桿上； 所述噴槍回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括噴槍基座及噴槍，噴槍基座通過第十四轉(zhuǎn)動副與肘桿相連，噴槍通過鉸孔鉸接在噴槍基座上。
【文檔編號】B25J9/12GK103737588SQ201310675129
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】蔡敢為, 丁侃, 張 林, 石慧, 王麾, 范雨, 關(guān)卓懷, 王少龍, 王小純, 李巖舟, 溫芳, 楊旭娟, 周曉蓉 申請人:廣西大學(xué)