一種結(jié)構(gòu)緊湊的多用途機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)緊湊的多用途機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著自動(dòng)化裝備與機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，各種坐標(biāo)式機(jī)床、加工中心以及關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人相繼問(wèn)世，并逐漸形成了坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)式兩類通用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在這兩類運(yùn)動(dòng)平臺(tái)末端連接不同作業(yè)頭，可完成各種各樣的作業(yè)任務(wù)。
[0003]但是，對(duì)于工件類作業(yè)對(duì)象，這兩類通用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)存在以下缺點(diǎn):其一，實(shí)現(xiàn)整周作業(yè)的運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，需要三個(gè)以上自由度聯(lián)動(dòng)完成；其二，這兩類運(yùn)動(dòng)平臺(tái)采用空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)作業(yè)頭作業(yè)，因而需要預(yù)先知道工件輪廓的精確尺寸；其三，由于作業(yè)頭需要達(dá)到精確的空間位置，就要求這兩類運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的每個(gè)自由度都具有高的精度，因而造價(jià)高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)緊湊的多用途機(jī)器人，不僅能夠?qū)Π寮颓孀鳂I(yè)，還能夠很好地適用于各類工件作業(yè)任務(wù)，包括中心線為空間形狀或封閉形狀的復(fù)雜工件，應(yīng)用于工件作業(yè)時(shí)，具有造價(jià)低、作業(yè)前只需明確工件中心線位置而無(wú)需知道工件輪廓精確位置、實(shí)現(xiàn)繞工件整周作業(yè)運(yùn)動(dòng)所需自由度少、便于使用維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種結(jié)構(gòu)緊湊的多用途機(jī)器人；包括安裝座、弧形齒條、弧形平面軌道、齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、工作臂和工作頭，所述工作頭設(shè)于所述工作臂的一端；所述安裝座內(nèi)套裝有弧形平面軌道，所述弧形平面軌道與所述安裝座通過(guò)滑動(dòng)副或滾動(dòng)副配合，所述弧形平面軌道為中心線彎曲且不封閉的弧線形，所述弧形齒條固定安裝于所述弧形平面軌道，所述弧形齒條的齒可向弧形平面軌道的內(nèi)側(cè)或外側(cè)安裝，所述工作臂設(shè)置在所述弧形齒條的末端，所述工作頭在所述伸縮機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下可伸縮；
[0007]所述齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒輪和齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述齒輪安裝于所述安裝座，所述弧形齒條與所述齒輪嚙合，所述齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述齒輪在所述弧形齒條上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述弧形平面軌道沿所述安裝座內(nèi)的軌道運(yùn)動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步的，所述安裝座包括左側(cè)壁、右側(cè)壁和連接所述左側(cè)壁與右側(cè)壁的底壁，所述弧形平面軌道設(shè)置于所述左側(cè)壁和右側(cè)壁，所述齒輪的軸安裝于所述左側(cè)壁和右側(cè)壁之間，所述弧形齒條的內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置齒，所述弧形齒條被限制于所述齒輪、左側(cè)壁、右側(cè)壁和底壁之間。
[0009]進(jìn)一步的，所述左側(cè)壁和右側(cè)壁分別設(shè)有可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平面滾輪，所述平面滾輪的外圓柱面與所述弧形平面軌道的前后側(cè)平面相切；
[0010]所述弧形平面軌道的前后側(cè)平面分別設(shè)有與其弧形相適應(yīng)的弧面軌道，所述左側(cè)壁和右側(cè)壁分別設(shè)有可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)弧面滾輪；所述弧形平面軌道的同一側(cè)面上，兩所述弧面滾輪分別設(shè)置在所述弧面軌道的兩側(cè)并分別與弧面軌道的內(nèi)外弧面相切。
[0011]進(jìn)一步的，所述弧形平面軌道的末端設(shè)置有垂直于所述弧形齒條的切線方向的基座，所述基座向所述弧形齒條的外側(cè)伸展。
[0012]進(jìn)一步的，所述弧形齒條的末端設(shè)置有垂直于所述弧形齒條的切線方向的伸縮臂基座，所述工作臂設(shè)置在所述伸縮臂基座；所述伸縮臂基座與所述弧形齒為一體制成或通過(guò)螺釘固定連接，所述伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述伸縮臂基座。
[0013]進(jìn)一步的，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括上側(cè)導(dǎo)軌、下側(cè)導(dǎo)軌、上側(cè)滑塊、下側(cè)滑塊、工作頭基座、螺母、絲桿和絲桿動(dòng)力機(jī)構(gòu)；所述上側(cè)導(dǎo)軌和下側(cè)導(dǎo)軌安裝于所述伸縮臂基座，所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊分別沿所述上側(cè)導(dǎo)軌和下側(cè)導(dǎo)軌滑動(dòng)，所述工作頭基座同時(shí)固定安裝于所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊，所述螺母固定安裝于所述工作頭基座并與所述絲桿螺紋配合，所述絲桿動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝于所述伸縮臂基座并驅(qū)動(dòng)所述絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，所述工作臂安裝于所述工作頭基座。
[0014]進(jìn)一步的，所述工作臂向所述弧形齒條的內(nèi)圈側(cè)伸展。
[0015]進(jìn)一步的，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括上側(cè)軌道、下側(cè)軌道、上側(cè)滑塊、下側(cè)滑塊、工作頭基座、連接塊、伸縮皮帶、伸縮皮帶動(dòng)力機(jī)構(gòu)和伸縮皮帶輪；所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道安裝于所述伸縮臂基座，所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊分別滑動(dòng)于所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道，所述工作頭基座同時(shí)安裝于所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊，所述工作頭基座通過(guò)所述連接塊與所述伸縮皮帶固定連接，所述伸縮皮帶套在所述伸縮皮帶輪，并在所述伸縮皮帶動(dòng)力機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下驅(qū)動(dòng)所述工作頭基座；
[0016]或者:所述伸縮機(jī)構(gòu)包括上側(cè)軌道、下側(cè)軌道、上側(cè)滑塊、下側(cè)滑塊、工作頭基座、連接塊、伸縮鏈條、伸縮鏈條動(dòng)力機(jī)構(gòu)和伸縮鏈輪；所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道安裝于所述伸縮臂基座，所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊分別滑動(dòng)于所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道，所述工作頭基座同時(shí)安裝于所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊，所述工作頭基座通過(guò)所述連接塊與所述伸縮鏈輪固定連接，所述伸縮鏈條套在所述伸縮鏈輪，并在所述伸縮鏈條動(dòng)力機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下驅(qū)動(dòng)所述工作頭基座。
[0017]進(jìn)一步的，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括上側(cè)軌道、下側(cè)軌道、上側(cè)滑塊、下側(cè)滑塊、工作頭基座、伸縮齒條、伸縮齒輪和伸縮齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)；所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道安裝于所述伸縮臂基座，所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊分別滑動(dòng)于所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道，所述工作頭基座同時(shí)安裝于所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊，所述伸縮齒輪和伸縮齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝于所述伸縮臂基座，所述伸縮齒條固定安裝于所述工作頭基座，所述伸縮齒輪與所述伸縮齒條嚙合；
[0018]或者:所述伸縮機(jī)構(gòu)包括上側(cè)軌道、下側(cè)軌道、上側(cè)滑塊、下側(cè)滑塊、工作頭基座、伸縮齒條、伸縮齒輪和伸縮齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)；所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道安裝于所述伸縮臂基座，所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊分別滑動(dòng)于所述上側(cè)軌道和下側(cè)軌道，所述工作頭基座同時(shí)安裝于所述上側(cè)滑塊和下側(cè)滑塊，所述伸縮齒輪和伸縮齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝于所述工作頭基座，所述伸縮齒條固定安裝于所述伸縮臂基座，所述伸縮齒輪與所述伸縮齒條嚙合。
[0019]進(jìn)一步的，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括一條伸縮滑軌、一個(gè)伸縮滑塊、工作頭基座、伸縮絲桿和伸縮絲桿動(dòng)力機(jī)構(gòu)；
[0020]所述伸縮滑軌安裝于所述伸縮臂基座，所述伸縮滑塊滑動(dòng)于所述伸縮滑軌，所述伸縮絲桿安裝于所述伸縮臂基座并嚙合于所述工作頭基座設(shè)置的螺母，所述伸縮絲桿在所述伸縮絲桿動(dòng)力機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述工作頭基座移動(dòng)。
[0021]本發(fā)明的有益效果:工作頭可適應(yīng)性裝夾成用于磨削、拋光、焊接、噴涂、鉆孔、鉚接等作業(yè)的加工工具，作業(yè)前只需明確管件中心線位置而無(wú)需知道管件輪廓精確位置，具有實(shí)現(xiàn)繞管件整周作業(yè)運(yùn)動(dòng)所需自由度少、造價(jià)低、便于使用維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的立體圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的正視圖；
[0024]圖3是本發(fā)明中伸縮機(jī)構(gòu)的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明中伸縮機(jī)構(gòu)的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明中伸縮機(jī)構(gòu)的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6是本發(fā)明中伸縮機(jī)構(gòu)的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]其中:安裝座1，左側(cè)壁101，右側(cè)壁102，底壁103，平面滾輪104，弧面滾輪105 ；
[0029]弧形平面軌道2，弧形齒條201，弧面軌道202 ；
[0030]齒輪3，伸縮臂基座304 ；
[0031]上側(cè)導(dǎo)軌401，下側(cè)導(dǎo)軌402，上側(cè)滑塊403，下側(cè)滑塊404，工作頭基座405，螺母406，絲桿407，絲桿
[0032]動(dòng)力機(jī)構(gòu)408 ;上側(cè)軌道411，下側(cè)軌道412，上側(cè)滑塊413，下側(cè)滑塊414，連接塊416，伸縮皮帶417，伸縮皮帶動(dòng)力機(jī)構(gòu)418，伸縮皮帶輪419，伸縮齒條426，伸縮齒輪427，伸縮齒輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)428 ;伸縮滑軌431，伸縮滑塊432，伸縮絲桿433，伸縮絲桿動(dòng)力機(jī)構(gòu)434 ；
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