一種六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代噴涂工藝的不斷發(fā)展和完善，對噴涂機(jī)技術(shù)的改革也時刻進(jìn)行著，而今自動化工業(yè)生產(chǎn)的要求逐漸提高，安全生產(chǎn)、環(huán)保生產(chǎn)等原則的不斷貫徹，噴涂機(jī)器人的出現(xiàn)就成為了必然，而這種高科技的噴涂設(shè)備也能很好的迎合各種工件的這些要求。
[0003]噴涂機(jī)器人又叫噴漆機(jī)器人，是可進(jìn)行自動噴漆或噴涂其他涂料的工業(yè)機(jī)器人。噴漆機(jī)器人主要由機(jī)器人本體、計算機(jī)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成。多采用5或6自由度關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，手臂有較大的運(yùn)動空間，并可做復(fù)雜的軌跡運(yùn)動，其腕部一般有2?3個自由度，可靈活運(yùn)動。較先進(jìn)的噴漆機(jī)器人腕部采用柔性手腕，既可向各個方向彎曲，又可轉(zhuǎn)動，其動作類似人的手腕，能方便地通過較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂其內(nèi)表面。噴漆機(jī)器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產(chǎn)部門。
[0004]現(xiàn)有的噴涂機(jī)器人大多采用伺服電機(jī)驅(qū)動的六自由度串聯(lián)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)所有電機(jī)都安裝在手臂關(guān)節(jié)處，使得機(jī)器人整體剛度低，動態(tài)性能差，關(guān)節(jié)累計誤差大，轉(zhuǎn)動慣量大，工作范圍有限，這些因素直接影響著噴涂機(jī)器人的噴涂效率，降低了噴涂質(zhì)量，增加了噴涂時間，延長了噴涂時間，從而增加了噴涂成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人，除了必須具備傳統(tǒng)噴涂機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊，可做復(fù)雜軌跡運(yùn)動等優(yōu)點，克服傳統(tǒng)噴涂機(jī)器人轉(zhuǎn)動慣量大，動態(tài)性能差，工作空間有限，關(guān)節(jié)誤差累計等特點之外，還應(yīng)將部分原安裝于手臂上的電機(jī)安裝于機(jī)架上來減輕手臂重量，使其滿足多種工作需求。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人，包括底座旋轉(zhuǎn)套筒、底座蓋、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、第一主動桿、第二主動桿、支撐桿、第一主動連桿、第二主動連桿、動臂臺、轉(zhuǎn)動臂、擺臂、噴頭臺、噴頭、第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第三伺服電機(jī)、第四伺服電機(jī)、第五伺服電機(jī)、第六伺服電機(jī)、第一減速器、第二減速器、第三減速器、第四減速器、第五減速器以及第六減速器。具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為:
[0007]所述第一伺服電機(jī)連接在第一減速器上，第一減速器通過第一轉(zhuǎn)動副與底座蓋連接，底座蓋與底座旋轉(zhuǎn)套筒固定連接，旋轉(zhuǎn)機(jī)架通過第一轉(zhuǎn)動副與第一減速器連接。
[0008]所述第二伺服電機(jī)連接在第二減速器上，第二減速器通過第二轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，第一主動桿通過第二轉(zhuǎn)動副與第二減速器連接，第一主動桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與第一主動連桿連接，第一主動連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副與支撐桿連接。
[0009]所述第三伺服電機(jī)連接在第三減速器上，第三減速器通過第四轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，第二主動桿通過第四轉(zhuǎn)動副與第三減速器連接，第二主動桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第二主動連桿連接，第二主動連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與動臂臺連接。
[0010]所述支撐桿通過第三轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，支撐桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與動臂臺連接。
[0011]所述第四伺服電機(jī)連接在第四減速器上，第四減速器通過第十轉(zhuǎn)動副與動臂臺連接，轉(zhuǎn)動臂通過第十轉(zhuǎn)動副與第四減速器連接。
[0012]所述第五伺服電機(jī)連接在轉(zhuǎn)動臂上，第五減速器通過第十一轉(zhuǎn)動副與轉(zhuǎn)動臂連接，第五減速器通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五伺服電機(jī)連接。
[0013]所述擺臂通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五減速器連接，第六伺服電機(jī)連接在第六減速器上，第六減速器通過第十二轉(zhuǎn)動副與擺臂連接。
[0014]所述噴頭臺通過第十二轉(zhuǎn)動副與第六減速器連接，噴頭固定連接在噴頭臺上。
[0015]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0016]1.利用串并聯(lián)機(jī)構(gòu)代替原有單一串聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得原來部分安裝于手臂上的電動機(jī)能夠安裝在機(jī)架上，減輕了手臂自身重量，降低了其轉(zhuǎn)動慣量，提高了其動態(tài)性能，提高了結(jié)構(gòu)剛度，減少了原有手臂重量所帶來的關(guān)節(jié)累計誤差，提高了噴涂精度和速度。
[0017]2.通過使用多連桿機(jī)構(gòu)，擴(kuò)大了原有串聯(lián)六自由度機(jī)器人的工作范圍。
[0018]3.通過運(yùn)用平行四邊形機(jī)構(gòu)，使得機(jī)器人控制編程難度降低，能夠?qū)崿F(xiàn)更加復(fù)雜的軌跡運(yùn)動。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明所述的六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明所述的六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人底座部分分解圖一。
[0021]圖3為本發(fā)明所述的六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人轉(zhuǎn)動臂部分分解圖二。
[0022]圖4為本發(fā)明所述的六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人噴頭臺部分分解圖三。
[0023]圖5為本發(fā)明所述的六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人整體效果圖。
【具體實施方式】
[0024]對照圖1至圖4，本發(fā)明所述的六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人，包括底座旋轉(zhuǎn)套筒3、底座蓋2、旋轉(zhuǎn)機(jī)架1、第一主動桿4、第二主動桿13、支撐桿6、第一主動連桿5、第二主動連桿12、動臂臺7、轉(zhuǎn)動臂8、擺臂9、噴頭臺10、噴頭11、第一伺服電機(jī)14、第二伺服電機(jī)16、第三伺服電機(jī)18、第四伺服電機(jī)20、第五伺服電機(jī)22、第六伺服電機(jī)24、第一減速器15、第二減速器17、第三減速器19、第四減速器21、第五減速器23、第六減速器25，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0025]所述第一伺服電機(jī)14連接在第一減速器15上，第一減速器15通過第一轉(zhuǎn)動副26與底座蓋2連接，底座蓋2與底座旋轉(zhuǎn)套筒3固接，旋轉(zhuǎn)機(jī)架I通過第一轉(zhuǎn)動副26與第一減速器15連接。
[0026]所述第二伺服電機(jī)16連接在第二減速器17上，第二減速器17通過第二轉(zhuǎn)動副27與旋轉(zhuǎn)機(jī)架I連接，第一主動桿4通過第二轉(zhuǎn)動副27與第二減速器17連接，第一主動桿4另一端通過第五轉(zhuǎn)動副30與第一主動連桿5連接，第一主動連桿5另一端通過第六轉(zhuǎn)動副31與支撐桿6連接。
[0027]所述第三伺服電機(jī)18連接在第三減速器19上，第三減速器19通過第四轉(zhuǎn)動副29與旋轉(zhuǎn)機(jī)架I連接，第二主動桿13通過第四轉(zhuǎn)動副29與第三減速器19連接，第二主動桿13另一端通過第七轉(zhuǎn)動副32與第二主動連桿12連接，第二主動連桿12另一端通過第九轉(zhuǎn)動副34與動臂臺7連接。
[0028]對照圖1，所述支撐桿6通過第三轉(zhuǎn)動副28與旋轉(zhuǎn)機(jī)架I連接，支撐桿6另一端通過第八轉(zhuǎn)動副33與動臂臺7連接。
[0029]對照圖1和圖3，所述第四伺服電機(jī)20連接在第四減速器21上，第四減速器21通過第十轉(zhuǎn)動副35與動臂臺7連接，轉(zhuǎn)動臂8通過第十轉(zhuǎn)動副35與第四減速器21連接。
[0030]對照圖1和圖3，所述第五伺服電機(jī)22固接在轉(zhuǎn)動臂8上，第五減速器23通過第十一轉(zhuǎn)動副36與轉(zhuǎn)動臂8連接，第五減速器23通過第十一轉(zhuǎn)動副36與第五伺服電機(jī)22連接。
[0031]對照圖1、圖3和圖4，所述擺臂9通過第十一轉(zhuǎn)動副36與第五減速器23連接，第六伺服電機(jī)24連接在第六減速器25上，第六減速器25通過第十二轉(zhuǎn)動副37與擺臂9連接。
[0032]對照圖4，所述噴頭臺10通過第十二轉(zhuǎn)動副37與第六減速器25連接，噴頭11固接在噴頭臺10上。
[0033]工作原理及過程:
[0034]對照圖1、圖2、圖3、圖4，所述的六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人在各個工況中，空間移動工況，第一主動桿4圍繞第二轉(zhuǎn)動副27轉(zhuǎn)動并通過第五轉(zhuǎn)動副30帶動第一主動連桿5轉(zhuǎn)動，第一主動連桿5通過第六轉(zhuǎn)動副31帶動支撐桿6轉(zhuǎn)動，第二主動桿13圍繞第四轉(zhuǎn)動副29轉(zhuǎn)動并通過第七轉(zhuǎn)動副32帶動第二主動連桿12轉(zhuǎn)動，支撐桿6和第二主動桿連桿12共同帶動動臂臺7運(yùn)動，再通過動臂臺7、轉(zhuǎn)動臂8、擺臂9、噴頭臺10之間的連接使得噴頭11可上下前后運(yùn)動，再通過旋轉(zhuǎn)機(jī)架I圍繞第一轉(zhuǎn)動副26的轉(zhuǎn)動配合噴頭11的上下前后運(yùn)動使得噴頭11左右運(yùn)動，從而使得噴頭11可在一定空間范圍內(nèi)任意移動?？臻g轉(zhuǎn)動工況，通過旋轉(zhuǎn)機(jī)架I繞第一轉(zhuǎn)動副26的轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)動臂8繞第十轉(zhuǎn)動副35的轉(zhuǎn)動、擺臂9繞第^^一轉(zhuǎn)動副36的轉(zhuǎn)動、噴頭臺10繞第十二轉(zhuǎn)動副37的轉(zhuǎn)動的控制配合使得噴頭11可在一定空間范圍內(nèi)任意轉(zhuǎn)動。
【主權(quán)項】
1.一種六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人，包括底座旋轉(zhuǎn)套筒、底座蓋、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、第一主動桿、第二主動桿、支撐桿、第一主動連桿、第二主動連桿、動臂臺、轉(zhuǎn)動臂、擺臂、噴頭臺、噴頭、第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第三伺服電機(jī)、第四伺服電機(jī)、第五伺服電機(jī)、第六伺服電機(jī)、第一減速器、第二減速器、第三減速器、第四減速器、第五減速器以及第六減速器，其特征在于，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為: 所述第一伺服電機(jī)連接在第一減速器上，第一減速器通過第一轉(zhuǎn)動副與底座蓋連接，底座蓋與底座旋轉(zhuǎn)套筒固定連接，旋轉(zhuǎn)機(jī)架通過第一轉(zhuǎn)動副與第一減速器連接， 所述第二伺服電機(jī)連接在第二減速器上，第二減速器通過第二轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，第一主動桿通過第二轉(zhuǎn)動副與第二減速器連接，第一主動桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與第一主動連桿連接，第一主動連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副與支撐桿連接， 所述第三伺服電機(jī)連接在第三減速器上，第三減速器通過第四轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，第二主動桿通過第四轉(zhuǎn)動副與第三減速器連接，第二主動桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第二主動連桿連接，第二主動連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與動臂臺連接， 所述支撐桿通過第三轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，支撐桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與動臂臺連接， 所述第四伺服電機(jī)連接在第四減速器上，第四減速器通過第十轉(zhuǎn)動副與動臂臺連接，轉(zhuǎn)動臂通過第十轉(zhuǎn)動副與第四減速器連接， 所述第五伺服電機(jī)連接在轉(zhuǎn)動臂上，第五減速器通過第十一轉(zhuǎn)動副與轉(zhuǎn)動臂連接，第五減速器通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五伺服電機(jī)連接， 所述擺臂通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五減速器連接，第六伺服電機(jī)連接在第六減速器上，第六減速器通過第十二轉(zhuǎn)動副與擺臂連接， 所述噴頭臺通過第十二轉(zhuǎn)動副與第六減速器連接，噴頭固定連接在噴頭臺上。
【專利摘要】一種六自由度八桿串并聯(lián)噴涂機(jī)器人，該噴涂機(jī)器人的第一主動桿、第二主動桿、支撐桿與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，第一主動連桿、第二主動連桿分別與第一主動桿、第二主動桿連接，動臂臺與支撐桿和第二主動連桿連接，轉(zhuǎn)動臂與動臂臺連接，擺臂與轉(zhuǎn)動臂連接，噴頭臺連接于擺臂上，噴頭連接在噴頭臺上。本發(fā)明采用串并聯(lián)一體結(jié)構(gòu)代替原有機(jī)器人所運(yùn)用的單一串聯(lián)結(jié)構(gòu)，剛度高，并將平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用于本發(fā)明上，易于實現(xiàn)精確控制，適用于制造各類機(jī)械手臂及其他工程機(jī)械。
【IPC分類】B05B13/04, B25J9/08
【公開號】CN105058381
【申請?zhí)枴緾N201510449544
【發(fā)明人】蔡敢為, 陳淵, 張永文, 李智杰, 李俊明, 王湘, 王龍, 李榮康, 段銘鈺, 彭凡, 黃逸哲, 黃海東
【申請人】廣西凱縱機(jī)械制造有限公司, 廣西大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月28日