[发明专利]一种五自由度非平面表面增材制造机器人

说明书

本发明公开了一种五自由度非平面表面增材制造机器人，包括底座旋转组件、大臂组件、小臂组件、腕部组件、手部组件；大底座旋转组件上设置控制大臂组件绕第一转轴进行旋转的第一控制组件；大臂的下部设置控制大臂绕第二转轴进行旋转的第二控制组件；小臂的一端通过第三控制组件与大臂的上端相连，第三控制组件控制小臂绕第三转轴进行旋转；腕部壳体通过第四控制组件与小臂的另一端相连，第四控制组件控制腕部壳体绕第四转轴进行旋转；手部组件包括喷嘴，喷嘴通过第五控制组件与腕部组件相连，第五控制组件控制喷嘴绕第五转轴进行旋转。本发明中的机器人共有五个自由度，能够满足各种复杂动作的高精度执行的需要。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种五自由度非平面表面增材制造机器人。

背景技术

增材制造是近年来热度很高的一项新的制造技术，它是各种技术迅速发展的系统化技术的综合表现。现在增材制造已经渐渐地和社会上的各个领域进行融合，但是传统增材制造需要人工操作，凭借工人的经验来进行制造，制造过程中难免会出现人为误差、偏移，导致产品不合格，生产效率低的情况发生，同时某些材料在增材制造过程中可能存在危险性和对身体有害的物质。

随着科学技术和机器人技术的发展，机器人在制造领域显示出巨大的潜力和应用前景。增材制造机器人在稳定性、安全性以及可行性的方面上显示出突出的优势，可增加制造的灵活性和准确性，解决制造过程中灵活性差，人工操作引起的误差等问题，从而缩短产品生产时间，减少废品产生率，提高制造质量和效率，并降低了人工成本。

但是，现有的增材制造机器人在整体的自由度和运动方式上存在一定的不足，一般只具有四个自由度。现有的这种增材制造机器人的自由度较少，对于复杂动作的执行精度不高且惯量比较大，重力平衡不够完整，运动不够灵活的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种五自由度非平面表面增材制造机器人。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种五自由度非平面表面增材制造机器人，包括底座旋转组件、大臂组件、小臂组件、腕部组件、手部组件；

所述大臂组件设置在底座旋转组件上部，所述底座旋转组件上设置有控制大臂组件绕竖直方向的第一转轴进行旋转的第一控制组件；

所述大臂组件包括大臂，所述大臂的下部设置有控制大臂绕水平方向的第二转轴进行旋转的第二控制组件；所述第二转轴的中心轴线与第一转轴的中心轴线垂直相交；

所述小臂组件包括小臂，所述小臂的一端通过第三控制组件与大臂的上端相连，所述第三控制组件控制小臂绕水平方向的第三转轴进行旋转；所述第三转轴的中心轴线与第二转轴的中心轴线相平行；

所述腕部组件包括腕部壳体，所述腕部壳体通过第四控制组件与小臂的另一端相连，所述第四控制组件控制腕部壳体绕水平方向的第四转轴进行旋转；所述第四转轴的中心轴线与第三转轴的中心轴线相平行；

所述手部组件包括喷嘴，所述喷嘴通过第五控制组件与腕部组件相连，所述第五控制组件控制喷嘴绕水平方向的第五转轴进行旋转；所述第五转轴的中心轴线与第四转轴的中心轴线垂直相交。

优选的，所述底座旋转组件包括下底座；

所述第一控制组件包括第一伺服电机，所述第一伺服电机设置在下底座的内腔中；所述第一伺服电机通过第一法兰盘与下底座相连；所述第一伺服电机的输出轴向上与第一转轴进行同轴固定连接；所述第一转轴与第一谐波减速器相连，所述第一谐波减速器与回转体相连；所述第一谐波减速器的底盘与下底座顶部固定连接，所述回转体的上部与大臂组件的底部固定连接。

优选的，所述大臂的下部设置底座连接体；所述底座连接体包括底板，所述底板的上部垂直固定设置有两片相平行的支撑立板；所述底板与回转体的顶部固定连接；所述大臂的下部位于两片支撑立板之间且与其中一侧的支撑立板进行转动连接；