專利名稱：容器接管相貫線切割機器人機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于切割作業(yè)的機器人。
背景技術(shù)：
目前，在石油、化工、鍋爐、壓力容器和管道等工程中廣泛應用各種形式的相貫線開孔切割，和與之相貫的接管自身相貫線切割；工業(yè)用串連式機器人結(jié)構(gòu)有四種基本結(jié)構(gòu)直角坐標型機器人、圓柱坐標型機器人、極坐標型機器人、爬行機器人和典型的多關(guān)節(jié)串連機器人，這些機器人都因為自身結(jié)構(gòu)的限制都難以適應管端的特殊環(huán)境。為能實現(xiàn)容器開孔切割和接管自身相貫線切割的作業(yè)對象，現(xiàn)實中急需能完成多種作業(yè)和能勝這種特殊作業(yè)對象的一種工業(yè)用機器人新結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供針對容器開孔切割和接管自身相貫線切割這種特殊加工對象的容器接管相貫線切割機器人機構(gòu)。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明容器接管相貫線切割機器人機構(gòu)，其特征是包括升降臂、伸縮臂、旋轉(zhuǎn)臂、姿態(tài)臂、第一-第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸、第一-第二移動關(guān)節(jié)軸、基座，第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸安裝在升降臂上，夾持器連接第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸，升降臂和伸縮臂之間通過第一移動關(guān)節(jié)軸相連，伸縮臂和旋轉(zhuǎn)臂之間通過第二移動關(guān)節(jié)軸相連，旋轉(zhuǎn)臂和姿態(tài)臂之間通過第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸相連，姿態(tài)臂通過第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸連接基座。本發(fā)明還可以包括I、還包括割槍，割槍安裝在夾持器上。2、所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)軸心與第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)軸心相垂直，第二移動關(guān)節(jié)軸的運動方向與第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)軸心相垂直，第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的軸心與第一移動關(guān)節(jié)軸的軸心相垂直。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明采用串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，具有五個自由度，其中兩個為移動關(guān)節(jié)，三個為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，針對容器開孔切割和接管自身相貫線切割這種特殊加工對象，實現(xiàn)在容器相貫線開孔切割和與之相貫的接管自身相貫線切割，本發(fā)明具有更大的靈活性和實用性。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為容器開孔切割時的示意圖；圖3為接管自身相貫線切割時的示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結(jié)合圖I 3，為了實現(xiàn)容器相貫線開孔切割和接管自身相貫線切割的作業(yè)等，從基座開始連著的一個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)主要起調(diào)整其余四個關(guān)節(jié)相對于接管軸心的姿態(tài)，當調(diào)整好姿態(tài)之后，根據(jù)作業(yè)要求，末端執(zhí)行器夾持割槍進行具體作業(yè)；其從末端執(zhí)行器到基座相連的四個關(guān)節(jié)也可以直接聯(lián)動實現(xiàn)對容器相貫線開孔切割和接管自身相貫線切割作業(yè)等。相對于其安裝固定位置，即在相對于基座處第一個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)定義為U關(guān)節(jié)；第二個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)定義為A關(guān)節(jié)，當將機器人通過基座安裝在十字臂、龍門架或其他機構(gòu)上，通過旋轉(zhuǎn)U關(guān)節(jié)，將A關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)中心對準接管軸心并使其盡量重合；第三個關(guān)節(jié)為移動關(guān)節(jié)定義為R，R關(guān)節(jié)主要實現(xiàn)接管半徑方向上的變化；第四個移動關(guān)節(jié)定義為H，H關(guān)節(jié)主要實現(xiàn)接管母線方向上的運動；第五個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)定義為S，S關(guān)節(jié)上安裝夾持器。根據(jù)具體的作業(yè)要求，夾持器就可以夾持不同的作業(yè)工具，就可以實現(xiàn)不同的作業(yè)?；?2根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件，可以安裝在十字臂、龍門架或其他機構(gòu)上，以將機器人放置在作業(yè)對象上方；u關(guān)節(jié)安裝在基座12上，U關(guān)節(jié)由姿態(tài)臂10和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸IIIll構(gòu)成，且旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)IIIll的旋轉(zhuǎn)軸心垂直于基座12的安裝面；A關(guān)節(jié)安裝在姿態(tài)臂10上，A關(guān)節(jié)由旋轉(zhuǎn)臂8和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸119構(gòu)成，其中旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸119的旋轉(zhuǎn)軸心與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸IIIll的旋轉(zhuǎn)軸心相垂直，通常情況下容器自重和體積都較大，很難進行姿態(tài)調(diào)整，一般將容器水平放置地面上或滾輪胎架上，因此通過U關(guān)節(jié)的運動調(diào)整A關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸心對準接管軸心；R關(guān)節(jié)安裝在旋轉(zhuǎn)臂8上，R關(guān)節(jié)由伸縮臂6和移動關(guān)節(jié)軸117構(gòu)成，且移動關(guān)節(jié)軸117的運動方向與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸119的旋轉(zhuǎn)軸心相垂直，R關(guān)節(jié)的主要作用是適應容器相貫線開孔切割和接管自身相貫線切割時徑向運動量的變化出關(guān)節(jié)安裝伸縮臂6的端部，其是由升降臂4和移動關(guān)節(jié)軸15組成，升降臂4可以沿著移動關(guān)節(jié)軸15移動，H關(guān)節(jié)的主要作用是適應容器相貫線開孔切割和接管自身相貫線切割時母線方向運動量的變化；S關(guān)節(jié)安裝升降臂4的端部，其是由夾持器2和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸13組成，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸13的軸心與移動關(guān)節(jié)軸15的軸心垂直，切割時在夾持器上安裝割槍，并使割槍I的軸心與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸119的軸心在一個平面上，容器相貫線開孔切割和接管自身相貫線切割時，夾持器2帶著割槍完成切割作業(yè)。其中各軸的驅(qū)動方式可以根據(jù)使用環(huán)境、定位精度、重復定位精度和具體的作業(yè)情況來確定。
權(quán)利要求
1.容器接管相貫線切割機器人機構(gòu)，其特征是包括升降臂、伸縮臂、旋轉(zhuǎn)臂、姿態(tài)臂、第一-第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸、第一-第二移動關(guān)節(jié)軸、基座，第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸安裝在升降臂上，夾持器連接第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸，升降臂和伸縮臂之間通過第一移動關(guān)節(jié)軸相連，伸縮臂和旋轉(zhuǎn)臂之間通過第二移動關(guān)節(jié)軸相連，旋轉(zhuǎn)臂和姿態(tài)臂之間通過第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸相連，姿態(tài)臂通過第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸連接基座。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的容器接管相貫線切割機器人機構(gòu)，其特征是還包括割槍，割槍安裝在夾持器上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的容器接管相貫線切割機器人機構(gòu)，其特征是所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)軸心與第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)軸心相垂直，第二移動關(guān)節(jié)軸的運動方向與第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)軸心相垂直，第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的軸心與第一移動關(guān)節(jié)軸的軸心相垂直。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供容器接管相貫線切割機器人機構(gòu)，包括升降臂、伸縮臂、旋轉(zhuǎn)臂、姿態(tài)臂、第一-第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸、第一-第二移動關(guān)節(jié)軸、基座，第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸安裝在升降臂上，夾持器連接第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸，升降臂和伸縮臂之間通過第一移動關(guān)節(jié)軸相連，伸縮臂和旋轉(zhuǎn)臂之間通過第二移動關(guān)節(jié)軸相連，旋轉(zhuǎn)臂和姿態(tài)臂之間通過第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸相連，姿態(tài)臂通過第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸連接基座。本發(fā)明采用串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，具有五個自由度，其中兩個為移動關(guān)節(jié)，三個為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，針對容器開孔切割和接管自身相貫線切割這種特殊加工對象，實現(xiàn)在容器相貫線開孔切割和與之相貫的接管自身相貫線切割，本發(fā)明具有更大的靈活性和實用性。
文檔編號B23K37/02GK102909504SQ20121039290
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者趙亞楠, 陳東良, 姚建均, 王臣業(yè), 劉富強, 劉賀平, 常艷艷 申請人:哈爾濱工程大學