[发明专利]一种六自由度可控寄生机构式焊接机器人

摘要

一种六自由度可控寄生机构式焊接机器人，由宿主机构和寄生机构组成，宿主机构包括底座支架、动力机构、大臂、中臂和小臂，寄生机构由六条相互独立的支链构成，宿主机构提供给整个结构的支撑和承载载荷，寄生机构的六条寄生支链对宿主机构的六个自由度进行控制，两种机构有机结合，共同完成焊接工作。本发明借鉴自然界宿主与寄生的关系，将宿主机构和寄生机构有机结合，解决现有焊接机器人空载和负载过程中载荷过大的问题，以节约能耗，降低成本。

主权项

1.一种六自由度可控寄生机构式焊接机器人，由宿主机构和寄生机构组成，宿主机构包括底座支架、大臂、中臂、小臂和动力机构，寄生机构由六条相互独立的支链构成，其特征在于：所述的宿主机构的结构和连接方式为：底座支架上部与轴承支撑板固定相连，底座支架下部左边与左脚板固定连接，底座支架下部右边与右脚板固定连接；回转轴承固定在轴承支撑板上，回转轴承上部与底板固定连接；左支撑板和右支撑板由角码固定在底板上，左支撑板和右支撑板对称布置，通过轴承共同支撑大臂转动轴；大电机支撑板、大小电机支撑板、小电机支撑板均由六颗螺栓固定在大臂转动轴上；所述大臂由前后布置的大臂前支撑板和大臂后支撑板通过角码固定在大臂转动轴上，大臂左右各设置一个角码加固大臂和大臂转动轴的连接；大臂上端设置的中臂左耳和中臂右耳由六颗螺栓贯穿固定连接，中臂左耳和中臂右耳上各安装一个轴承，轴承中间设置一根轴，作为中臂的主支撑；所述中臂两端设置轴承支撑长轴，轴承支撑长轴设置在中臂的内部，轴承支撑长轴与中臂后端的四轴回转连杆平齐，中臂前端与中臂前端轴承支撑块通过四个角码固定连接，中臂前端轴承支撑块内部设置轴承，长轴贯穿轴承得以支撑，中臂后端与中臂后端轴承支撑块通过四个角码固定连接，中臂后端轴承支撑块内部设置轴承，用于支撑长轴另一端；轴承支撑长轴前端与长轴固定块固定连接，长轴固定块后端设置长轴支撑块，长轴支撑块和长轴固定块中间由垫块个开一定距离，形成稳定的两点支撑，长轴固定块和长轴支撑块的左边与小臂左耳固定连接，长轴固定块和长轴支撑块的右边与小臂右耳固定连接；所述小臂左耳和小臂右耳前端安装轴承，轴穿过小臂并与轴承内圈固定连接，形成转动副；小臂上部设置小臂上端轴承支撑块，内部设置轴承，用于支撑焊枪轴上端，小臂下部设置小臂下端轴承支撑块，其内部设置轴承，支撑焊枪轴下端；小臂延伸轴固定在小臂的上端；所述的动力机构设置在大臂转动轴上，大电机支撑板的上部通过六颗螺栓固定在大臂转动轴左边，大小电机支撑板的上部通过六颗螺栓固定在大臂转动轴中部，小电机支撑板的上部通过六颗螺栓固定在大臂回转轴右边；所述的寄生机构由六条相互独立的控制链组成，所述的寄生机构的第一轴控制链的结构和连接方式为：一轴电机固定在大电机支撑板下部安装孔处；一轴曲柄一端与一轴电机的轴固定相连，另一端与一轴连杆通过轴承铰接，形成转动副；一轴连杆另一端通过轴承与连杆直角块铰接，连杆直角块与滑块固定连接，滑块设置在连杆移动导轨上，连杆直角块的一面和轨道直角块的一面重合并固定在滑块上，滑块套在一轴上轨道上，一轴上轨道固定在一轴轨道型材上，一轴轨道型材固定在一轴轨道垫块上，一轴轨道垫块固定在底板上，轨道直角块另一面与连接杆直角块一面重合并固定，连接杆直角块另一面与连接杆一端通过轴承铰接，回转连杆一端通过轴承与连接杆一端铰接，形成转动副，另一端与轴承支撑板固定相连，所述的寄生机构的第二轴控制链的结构和连接方式为：二轴电机固定在大电机支撑板上部安装孔处，二轴曲柄一端与二轴电机的轴固定相连，另一端与二轴连杆通过轴承铰接，形成转动副，二轴摇杆一端与二轴连杆通过轴承相连，形成转动副，另一端与大臂转动轴的一端固定连接，连接处的轴承外圈与左支撑板固定连接，轴承内圈与大臂转动轴相固定；所述的寄生机构的第三轴控制链的连接方式为：三轴电机固定在大小电机支撑板后部安装孔处，三轴曲柄一端与三轴电机的轴固定相连，另一端与三轴连杆通过轴承铰接，形成转动副；三轴摇杆的一端与三轴连杆的一端重合并相互铰接，再通过轴承与三轴导轨的滑块铰接，三轴导轨固定在大臂上，三轴摇杆的另一端通过轴承铰接于中臂靠近中臂左耳处；所述的寄生机构的第四轴控制链的结构和连接方式为：四轴电机固定在小电机支撑板后部安装孔处，四轴曲柄一端与四轴电机的轴固定相连，另一端与四轴第一连杆通过轴承铰接，形成转动副，四轴第一连杆的另一端与四轴第二连杆一端轴承铰接，再铰接到四轴大臂导轨的滑块上，滑块嵌套在四轴大臂导轨上，四轴大臂导轨固定安装在大臂上，四轴直角连杆的一端和四轴第二连杆的一端铰接，四轴直角连杆的直角处铰接在中臂右耳的轴上，另一端和四轴第三连杆的一端铰接，四轴第四连杆的一端与四轴第三连杆铰接，再和四轴中臂导轨的滑块铰接，滑块嵌套在四轴中臂导轨上，四轴中臂导轨固定安装在中臂上，四轴第四连杆的另一端铰接于四轴尾臂直角连接块上，四轴尾臂直角连接块固定在四轴尾臂右导轨的滑块上，滑块嵌套在四轴尾臂右导轨上，四轴尾臂右导轨固定安装在尾臂上，四轴尾臂直角连接块的另一面固定在四轴尾臂后导轨的滑块上，滑块嵌套在四轴尾臂后导轨上，四轴尾臂后导轨固定安装在尾臂上，四轴第五连杆的一端铰接于四轴尾臂直角连接块上，另一端与四轴回转连杆的一端铰接，四轴回转连杆的另一端与长轴的后端固定连接；所述的寄生机构的第五轴控制链的结构和连接方式为：五轴电机固定在小电机支撑板前部安装孔处，五轴曲柄一端与五轴电机的轴固定相连，另一端与五轴第一连杆通过轴承铰接，形成转动副，五轴第一连杆的另一端与五轴第二连杆一端轴承铰接，再铰接到五轴大臂导轨的滑块上，滑块嵌套在五轴大臂导轨上，五轴大臂导轨固定安装在大臂上，五轴直角连杆的一端和五轴第二连杆的一端铰接，五轴直角连杆的直角处铰接在中臂右耳的轴上，另一端和五轴第三连杆的一端铰接，五轴第三连杆的另一端铰接在五轴角接块上，五轴角接块固定在五轴中臂导轨的滑块上，滑块嵌套在五轴中臂导轨上，五轴中臂导轨固定安装在中臂右侧，五轴角接块的另一面固定在五轴中臂底部导轨的滑块上，滑块嵌套在五轴中臂底部导轨上，五轴中臂底部导轨固定安装在中臂底部，五轴推动杆的一端固定在五轴角接块上，另一端固定在五轴后挡块上，五轴后挡块与轴承的外圈相互固定，五轴前挡块与轴承内圈固定，五轴滑动杆的一端固定在五轴前挡块的侧面，另一端固定在五轴小臂导轨的滑块上，滑块嵌套在五轴小臂导轨，五轴小臂导轨固定在小臂右耳上；五轴终端连杆的一端铰接在五轴滑动杆上，另一端铰接在小臂中部；所述的寄生机构的第六轴控制链的结构和连接方式为：六轴电机固定在大小电机支撑板前部安装孔处，六轴曲柄一端与六轴电机的轴固定相连，另一端与六轴第一连杆通过轴承铰接，形成转动副，六轴第一连杆的另一端与六轴第二连杆一端轴承铰接，再铰接到六轴大臂导轨的滑块上，滑块嵌套在六轴大臂导轨上，六轴大臂导轨固定安装在大臂上，六轴直角连杆的一端和六轴第二连杆的一端铰接，六轴直角连杆的直角处铰接在中臂左耳的轴上，另一端和六轴第三连杆的一端铰接，六轴第三连杆的另一端铰接在六轴角接块上，六轴角接块固定在六轴中臂上导轨的滑块上，滑块嵌套在六轴中臂上导轨上，六轴中臂上导轨固定安装在中臂上部，六轴角接块的另一面固定在六轴中臂左导轨的滑块上，滑块嵌套在六轴中臂左导轨上，六轴中臂左导轨固定安装在中臂左侧，六轴推动杆的一端固定在六轴角接块上，另一端固定在六轴后挡块上，六轴后挡块与轴承的外圈相互固定，六轴前挡块与轴承内圈固定，六轴滑动杆的一端固定在六轴前挡块的侧面，另一端固定在六轴小臂导轨的滑块上，滑块嵌套在六轴小臂导轨，六轴小臂导轨固定在小臂左耳上，六轴小臂曲柄的一端铰接在六轴滑动杆的中部，另一端与六轴小臂连杆的一端铰接，六轴小臂连杆的中部铰接在小臂上，六轴小臂摇杆的一端与六轴小臂连杆的一端铰接，另一端铰接在延伸臂角接块上；延伸臂角接块的一面固定在延伸臂左导轨的滑块上，滑块嵌套在延伸臂左导轨上，延伸臂左导轨固定在延伸臂上，延伸臂角接块的另一面固定在延伸臂上导轨的滑块上，滑块嵌套在延伸臂上导轨上，延伸臂上导轨固定在延伸臂上，延伸臂连杆的一端通过轴承铰接在延伸臂垫块上，延伸臂垫块固定在延伸臂角接块上，延伸臂连杆的另一端与延伸臂摇杆的一端铰接；延伸臂摇杆的另一端与焊枪轴的一端固定相连。