一種利用移動式連桿機構進行焊接施工的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機器人領域，特別是一種利用移動式連桿機構進行焊接施工的方法。
【背景技術】
[0002]串聯機器人剛度較低，不能應用于高速、大承載的場合；而并聯機器人和傳統的串聯機器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結構緊湊、承載能力大、剛度高且末端焊接執行器慣性小等特點，驅動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態響應好；但是并聯機器人的明顯缺點是工作空間小和結構復雜。工程上現有的帶有局部閉鏈的操作機如M0T0MAN-K10并沒有解決工業機器人存在的問題。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題在于提供一種利用移動式連桿機構進行焊接施工的方法，解決傳統串聯機器人關于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。
[0004]本發明解決上述技術問題所采取的技術方案是:一種利用移動式連桿機構進行焊接施工的方法，
[0005]所述的移動式連桿機構包括立柱、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、連接塊、第五連桿和第六連桿，所述立柱底端用于連接車體，立柱頂端通過第一轉動副分別與主臂第一個連接端和第一搖臂第一個連接端連接，第一搖臂第二個連接端通過第二轉動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第四轉動副與第二搖臂第二個連接端連接，第二搖臂第一個連接端通過第五轉動副與主臂第二個連接端連接，第二搖臂第三個連接端通過第六轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第三轉動副與第一搖臂第三個連接端連接，第三連桿一端通過第七轉動副與第二搖臂第四個連接端連接，第三連桿另一端通過第八轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端用于連接焊接執行機構；連接塊一端通過第二固定副與立柱一側連接，另一端通過第十一轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第十轉動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十二轉動副與主臂的第三個連接端連接；
[0006]焊接作業前，將車體與立柱底端用第一固定副連接起來，將焊接執行機構用第九轉動副與第四連桿連接起來；
[0007]焊接作業進行時，通過電機驅動主臂，使主臂進行旋轉運動，同時，第五連桿和第六連桿支撐主臂，并與主臂進行運動合成；再通過電機驅動第二搖臂，從而使第二搖臂對第三連桿進行搖臂式控制；通過電機驅動，使第三連桿和第四連桿進行旋轉運動，從而使連桿機構完成焊接作業。
[0008]本發明的突出優點在于:
[0009]1、由立柱、第五連桿、第六連桿和主臂形成一個焊接執行機構運動控制的子鏈，提高了機器人的剛度，并且搖臂移動式設計大大提高機器人的工作空間，能避免機構的死點位置，能使機器人的作用范圍更大，并且能使機構更好的保持平衡；
[0010]2、電機安裝在搖臂關節上，通過四桿機構上的轉動副驅動閉環鏈運動，從而間接驅動末端連桿，使末端焊接執行器的活動度和活動空間更大，能減小能動力矩；
[0011]3、電機安裝在主臂后面，降低了整個機構的重心，而且可以安裝功率較大的電機在機構上，使末端焊接執行器可以適應在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復雜作業中；
[0012]4、連桿機構與末端焊接執行器之間用一個帶鉸鏈的連桿和末端焊接執行器連接，使執行器靈活度更高，工作空間比以往的機器人更大，而且帶鉸鏈的連桿做成輕桿，可以使整個機構動力性能更好且易于控制，還可以使末端焊接執行器在小范圍內轉動360度周角，使機構能適用于更多場合，精度更高；
[0013]5、連桿做成輕桿，使機構運動慣量小，動力學性能好；
[0014]6、與同類型的機器人機構相比較，相同功率下做的功更多。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明所述利用移動式連桿機構進行焊接施工的第一工作示意圖。
[0016]圖2為本發明所述利用移動式連桿機構進行焊接施工的第一工作正視圖。
[0017]圖3為本發明所述利用移動式連桿機構進行焊接施工的第一工作后視圖。
[0018]圖4為本發明所述利用移動式連桿機構進行焊接施工的第一工作俯視圖。
[0019]圖5為本發明所述移動式連桿機構的第一搖臂結構示意圖。
[0020]圖6為本發明所述移動式連桿機構的第二搖臂結構示意圖。
[0021]圖7為本發明所述移動式連桿機構的主臂結構示意圖。
[0022]圖8為本發明所述移動式連桿機構的第三連桿結構示意圖。
[0023]圖9為本發明所述移動式連桿機構的連接塊結構示意圖。
[0024]圖10為本發明所述利用移動式連桿機構進行焊接施工的第二工作示意圖。
[0025]圖11為本發明所述利用移動式連桿機構進行焊接施工的第二工作正視圖。
[0026]圖12為本發明所述利用移動式連桿機構進行焊接施工的第三工作正視圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖及實施例對本發明的技術方案作進一步說明。
[0028]如圖1-圖12所示，一種利用移動式連桿機構進行焊接施工的方法，先按照以下連接方法將焊接車連接安裝起來:
[0029]所述立柱2底端通過第一固定副與車體I連接，立柱2頂端通過第一轉動副13分別與主臂4第一個連接端和第一搖臂3第一個連接端連接，第一搖臂3第二個連接端通過第二轉動副14與第一連桿5 —端連接，第一連桿5另一端通過第四轉動副17與第二搖臂7第二個連接端連接，第二搖臂7第一個連接端通過第五轉動副16與主臂4第二個連接端連接，第二搖臂7第三個連接端通過第六轉動副18與第二連桿6 —端連接，第二連桿6另一端通過第三轉動副15與第一搖臂3第三個連接端連接，第三連桿8 一端通過第七轉動副19與第二搖臂7第四個連接端連接，第三連桿8另一端通過第八轉動副20與第四連桿9 一端連接，第四連桿9另一端通過第九轉動副25與末端焊接執行器10連接。
[0030]所述的立柱2側面設有第二固定副，連接塊21 —端通過第二固定副與立柱2連接，另一端通過第十一轉動副22與第五連桿12 —端連接，第五連桿12另一端通過第十轉動副23與第六連桿11 一端連接，第六連桿11另一端通過第十二轉動副24與主臂4的第三個連接端連接。
[0031]焊接作業進行時，通過電機驅動主臂4，使主臂4進行旋轉運動，同時，第五連桿12和第六連桿11支撐主臂4，并與主臂4進行運動合成；再通過電機驅動第二搖臂7，從而使第二搖臂7對第三連桿8進行搖臂式控制；通過電機驅動，使第三連桿8和第四連桿9進行旋轉運動，從而使連桿機構完成焊接作業。
【主權項】
1.一種利用移動式連桿機構進行焊接施工的方法，其特征在于: 所述的移動式連桿機構包括立柱、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、連接塊、第五連桿和第六連桿，所述立柱底端用于連接車體，立柱頂端通過第一轉動副分別與主臂第一個連接端和第一搖臂第一個連接端連接，第一搖臂第二個連接端通過第二轉動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第四轉動副與第二搖臂第二個連接端連接，第二搖臂第一個連接端通過第五轉動副與主臂第二個連接端連接，第二搖臂第三個連接端通過第六轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第三轉動副與第一搖臂第三個連接端連接，第三連桿一端通過第七轉動副與第二搖臂第四個連接端連接，第三連桿另一端通過第八轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端用于連接焊接執行機構；連接塊一端通過第二固定副與立柱側面連接，另一端通過第十一轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第十轉動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十二轉動副與主臂的第三個連接端連接； 焊接作業前，將車體與立柱底端用第一固定副連接起來，將焊接執行機構用第九轉動副與第四連桿連接起來； 焊接作業進行時，通過電機驅動主臂，使主臂進行旋轉運動，同時，第五連桿和第六連桿支撐主臂，并與主臂進行運動合成；再通過電機驅動第二搖臂，從而使第二搖臂對第三連桿進行搖臂式控制；通過電機驅動，使第三連桿和第四連桿進行旋轉運動，從而使連桿機構完成焊接作業。
【專利摘要】本發明涉及一種利用移動式連桿機構進行焊接施工的方法，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成執行主鏈，利用第五連桿、第六連桿、立柱和主臂構成執行子鏈，焊接作業進行時，通過電機驅動主臂，使主臂進行旋轉運動，第五連桿和第六連桿支撐主臂，并與主臂進行運動合成；再通過電機驅動第二搖臂，從而使第二搖臂對第三連桿進行搖臂式控制；通過電機驅動，使第三連桿和第四連桿進行旋轉運動，從而使連桿機構完成焊接作業。本發明具有工作空間大、剛度高、承載能力強和執行精度高的優點。
【IPC分類】B25J9-00, B23K37-02
【公開號】CN104551473
【申請號】CN201410814428
【發明人】蔡敢為, 范雨, 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
【申請人】廣西大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月23日