本實(shí)用新型屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人。

背景技術(shù)：

千斤頂?shù)暮附庸に嚢ǜ椎准爸^的焊接，由于支架缸體焊縫承受壓力較大，必須嚴(yán)格跟蹤、控制焊縫質(zhì)量，根據(jù)焊接條件的變化實(shí)時(shí)檢測(cè)出焊縫的偏差，并調(diào)整焊接路徑和焊接參數(shù)，避免焊逢冷、熱裂紋及氣孔的產(chǎn)生。

因此在千斤頂?shù)闹圃熘袑?duì)焊接機(jī)器人的要求比較高，焊縫路徑的規(guī)劃需以機(jī)器人的靈活度為基礎(chǔ)。目前的焊接機(jī)器人大多為關(guān)節(jié)式機(jī)器人，可將末端的焊接工具送到不同的空間位置，但是機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)體型偏大，焊接中容易遇到死角問題。

焊接機(jī)器人的腕關(guān)節(jié)是連接機(jī)器人手臂和焊接工具的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是是機(jī)器人研究領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性課題之一，目前，現(xiàn)有的焊接機(jī)器人僅能實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和簡(jiǎn)單擺動(dòng)，而且腕關(guān)節(jié)不僅體型偏大、笨重，而且操作起來不方便控制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不方便檢查和維修。

其次，焊接工具旋轉(zhuǎn)到一定位置需要作間歇性的停頓時(shí)，控制其旋轉(zhuǎn)的電機(jī)必須停止轉(zhuǎn)動(dòng)，再次旋轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)再重新啟動(dòng)，電機(jī)間斷性的運(yùn)行和停止，不僅增加了機(jī)器人程序編程的復(fù)雜性，而且會(huì)影響相應(yīng)電機(jī)的使用壽命。

因此對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，需研制一種專門針對(duì)千斤頂?shù)膶Ｓ没『笝C(jī)器人，弧焊機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)具有多個(gè)自由度，結(jié)構(gòu)緊湊合理、通用性強(qiáng)，體積和重量較小，便于安裝調(diào)試，以更好地滿足對(duì)千斤頂?shù)暮附右蟆?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種體積小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人。

本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人，包括焊槍和在控制器的控制下驅(qū)動(dòng)焊槍移動(dòng)的機(jī)器人總成，所述機(jī)器人總成包括底座、支撐柱、機(jī)器人大臂和機(jī)器人小臂，所述支撐柱可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于底座，所述機(jī)器人大臂可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述支撐柱的端部，所述機(jī)器人小臂可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述機(jī)器人大臂的端部，所述機(jī)器人小臂的末端設(shè)置有驅(qū)動(dòng)焊槍俯仰和旋轉(zhuǎn)的機(jī)器人腕部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述焊槍連接在所述機(jī)器人腕部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的前端；所述機(jī)器人腕部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括機(jī)器人手腕以及可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于機(jī)器人手腕的焊槍座，所述機(jī)器人手腕包括中空的腕部殼體和中空的兩連接臂，兩連接臂延伸在所述腕部殼體的左右兩側(cè)；所述焊槍座設(shè)有固定焊槍用的夾持元件；所述腕部殼體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)夾持元件旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)和驅(qū)動(dòng)焊槍座俯仰的第二電機(jī)，所述第一電機(jī)、第二電機(jī)的軸向方向與所述連接臂的軸向方向垂直；其中一側(cè)的連接臂中內(nèi)設(shè)有將所述第一電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)至所述夾持元件的第一傳動(dòng)帶組件，另一側(cè)的連接臂中內(nèi)設(shè)有將所述第二電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)至所述焊槍座的第二傳動(dòng)帶組件，所述第二傳動(dòng)帶組件分別與所述第二電機(jī)、焊槍座傳動(dòng)相連；所述焊槍座的前端設(shè)有第一軸承，所述夾持元件包括連接焊槍的夾持部和連接焊槍座的連接軸，所述連接軸穿設(shè)過所述第一軸承，所述連接軸與第一軸承的內(nèi)圈過盈配合，所述連接軸的后端套設(shè)有內(nèi)齒輪，所述連接軸與內(nèi)齒輪過盈配合；所述焊槍座還內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)齒輪軸，所述傳動(dòng)齒輪軸的前端設(shè)有不完全齒輪，所述不完全齒輪與所述連接軸的內(nèi)齒輪嚙合，所述第一傳動(dòng)帶組件分別與所述第一電機(jī)、傳動(dòng)齒輪軸傳動(dòng)相連。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人中，所述腕部殼體具有第一電機(jī)室和位于第一電機(jī)室前側(cè)的第二電機(jī)室，所述第一電機(jī)安裝在所述第一電機(jī)室，所述第二電機(jī)安裝在所述第二電機(jī)室。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人中，所述第一電機(jī)室連通位于左側(cè)的連接臂，所述第二電機(jī)室連通位于右側(cè)的連接臂。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人中，所述第一電機(jī)室包括可拆卸的第一蓋板，所述第二電機(jī)室包括可拆卸的第二蓋板。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人中，所述第一傳動(dòng)帶組件包括第一輸出軸，所述第一輸出軸的端部設(shè)有斜齒輪，所述斜齒輪與所述傳動(dòng)齒輪軸嚙合。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人中，所述焊槍座的兩側(cè)具有轉(zhuǎn)軸，兩所述連接臂分別設(shè)有第二軸承，所述轉(zhuǎn)軸分別穿設(shè)過所述第二軸承，所述第二傳動(dòng)帶組件包括第二輸出軸，所述第二輸出軸和焊槍座右側(cè)的轉(zhuǎn)軸通過齒輪嚙合。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人中，左側(cè)的連接臂開設(shè)有連接臂開孔，所述焊槍座的左側(cè)開設(shè)有焊槍座開孔，所述第一輸出軸穿設(shè)過所述連接臂開孔和焊槍座開孔。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人中，所述夾持部是螺紋法蘭，所述連接軸螺紋連接于所述夾持部，所述夾持部與焊槍法蘭連接。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人中，所述底座上設(shè)置有控制器。

在上述的用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人中，所述機(jī)器人手腕與所述機(jī)器人小臂法蘭連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案具有的優(yōu)勢(shì)是：

1、弧焊機(jī)器人具有多個(gè)自由度，焊槍移動(dòng)無死角，結(jié)構(gòu)緊湊合理、通用性強(qiáng)，體積和重量較小，便于安裝調(diào)試，能夠滿足對(duì)千斤頂?shù)暮附右蟆?/p>

2、夾持元件的連接軸是和不完全齒輪進(jìn)行嚙合，不完全齒輪具有無齒部分，無齒部分不能帶動(dòng)連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了夾持元件能夠間歇地旋轉(zhuǎn)，期間第一電機(jī)能夠持續(xù)地運(yùn)行，不會(huì)影響到其使用壽命，且能夠簡(jiǎn)化機(jī)器人程序編程；

3、第一電機(jī)和第二電機(jī)安裝于各自相應(yīng)的電機(jī)室中，便于檢查和維修，且機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)布置合理，便于縮小空間；

4、多采用法蘭連接方式，制造工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的弧焊機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的弧焊機(jī)器人的機(jī)器人腕部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的弧焊機(jī)器人的機(jī)器人腕部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的透視圖。

圖中，100、機(jī)器人總成；110、底座；120、支撐柱；130、機(jī)器人大臂；140、機(jī)器人小臂；200、焊槍；300、機(jī)器人腕部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；310、機(jī)器人手腕；311、腕部殼體；3111、第一電機(jī)室；3112、第二電機(jī)室；312、連接臂；3121、第二軸承；313、第一蓋板；314、第二蓋板；320、焊槍座；321、第一軸承；322、轉(zhuǎn)軸；330、夾持元件；331、夾持部；332、連接軸；341、第一電機(jī)；342、第二電機(jī)；350、第一傳動(dòng)帶組件；351、第一輸出軸；352、斜齒輪；360、第二傳動(dòng)帶組件；361、第二輸出軸；370、傳動(dòng)齒輪軸；371、不完全齒輪；400、控制器。

具體實(shí)施方式

以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供了一種用于千斤頂制造的弧焊機(jī)器人，包括焊槍200和在控制器400的控制下驅(qū)動(dòng)焊槍200移動(dòng)的機(jī)器人總成100，所述機(jī)器人總成100包括底座110、支撐柱120、機(jī)器人大臂130和機(jī)器人小臂140，所述支撐柱120可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于底座110，所述機(jī)器人大臂130可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述支撐柱120的端部，所述機(jī)器人小臂140可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述機(jī)器人大臂130的端部，所述機(jī)器人小臂140的末端設(shè)置有驅(qū)動(dòng)焊槍200俯仰和旋轉(zhuǎn)的機(jī)器人腕部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)300，所述焊槍200連接在所述機(jī)器人腕部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)300的前端；所述機(jī)器人腕部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)300包括機(jī)器人手腕310以及可轉(zhuǎn)動(dòng)連接于機(jī)器人手腕310的焊槍座320，所述機(jī)器人手腕310包括中空的腕部殼體311和中空的兩連接臂312，兩連接臂312延伸在所述腕部殼體311的左右兩側(cè)；所述焊槍座320設(shè)有固定焊槍用的夾持元件330；所述腕部殼體311內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)夾持元件330旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)341和驅(qū)動(dòng)焊槍座320俯仰的第二電機(jī)342，所述第一電機(jī)341、第二電機(jī)342的軸向方向與所述連接臂312的軸向方向垂直；其中一側(cè)的連接臂312中內(nèi)設(shè)有將所述第一電機(jī)341的驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)至所述夾持元件330的第一傳動(dòng)帶組件350，另一側(cè)的連接臂312中內(nèi)設(shè)有將所述第二電機(jī)342的驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)至所述焊槍座320的第二傳動(dòng)帶組件360，所述第二傳動(dòng)帶組件360分別與所述第二電機(jī)342、焊槍座320傳動(dòng)相連；所述焊槍座320的前端設(shè)有第一軸承321，所述夾持元件330包括連接焊槍200的夾持部331和連接焊槍座320的連接軸332，所述連接軸332穿設(shè)過所述第一軸承321，所述連接軸332與第一軸承321的內(nèi)圈過盈配合，所述連接軸332的后端套設(shè)有內(nèi)齒輪，所述連接軸332與內(nèi)齒輪過盈配合；所述焊槍座320還內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)齒輪軸370，所述傳動(dòng)齒輪軸370的前端設(shè)有不完全齒輪371，所述不完全齒輪371與所述連接軸332的內(nèi)齒輪嚙合，所述第一傳動(dòng)帶組件350分別與所述第一電機(jī)341、傳動(dòng)齒輪軸370傳動(dòng)相連。

所述弧焊機(jī)器人具有多個(gè)自由度，焊槍移動(dòng)無死角，結(jié)構(gòu)緊湊合理、通用性強(qiáng)，體積和重量較小，便于安裝調(diào)試。

具體地，所述底座110內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)支撐柱120繞底座110軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)一，所述支撐柱120內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)器人大臂130繞支撐柱120轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)二，所述機(jī)器人大臂130內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)器人小臂140繞機(jī)器人大臂130轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)三。所述電機(jī)一采用同步帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述支撐柱120，所述電機(jī)二和電機(jī)三分別采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人大臂130和機(jī)器人小臂140。

值得一提的是，焊槍200被連接在所述夾持元件330上，在所述第一電機(jī)341的驅(qū)動(dòng)下并通過第一傳動(dòng)帶組件350的傳動(dòng)，所述夾持元件330能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)，即焊槍200實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，且由于夾持元件330的連接軸332是和不完全齒輪371進(jìn)行嚙合，不完全齒輪371具有無齒部分，無齒部分不能帶動(dòng)連接軸332轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了夾持元件330能夠間歇地旋轉(zhuǎn)，期間所述第一電機(jī)341能夠持續(xù)地運(yùn)行，不會(huì)影響到其使用壽命。

優(yōu)選地，所述腕部殼體311具有第一電機(jī)室3111和位于第一電機(jī)室3111前側(cè)的第二電機(jī)室3112，所述第一電機(jī)341安裝在所述第一電機(jī)室3111，所述第二電機(jī)342安裝在所述第二電機(jī)室3112。所述第一電機(jī)室3111連通位于左側(cè)的連接臂312，所述第二電機(jī)室3112連通位于右側(cè)的連接臂312，因此所述機(jī)器人手腕310結(jié)構(gòu)布置合理，便于縮小空間。

所述第一電機(jī)室3111包括可拆卸的第一蓋板313，所述第二電機(jī)室3112包括可拆卸的第二蓋板314。當(dāng)需要對(duì)所述第一電機(jī)341或者第二電機(jī)342檢查或者維修時(shí)，通過打開其所對(duì)應(yīng)的第一蓋板313或者第二蓋板314即可，方便操作，且不會(huì)相互影響。

進(jìn)一步地，所述第一傳動(dòng)帶組件350包括第一輸出軸351，所述第一輸出軸351的端部設(shè)有斜齒輪352，所述斜齒輪352與所述傳動(dòng)齒輪軸370嚙合。左側(cè)的連接臂312開設(shè)有連接臂開孔，所述焊槍座320的左側(cè)開設(shè)有焊槍座開孔，所述第一輸出軸351穿設(shè)過所述連接臂開孔和焊槍座開孔。所述第一電機(jī)341轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在所述第一傳動(dòng)帶組件350的動(dòng)力傳輸下，所述第一輸出軸351通過斜齒輪352驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)齒輪軸370轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傳動(dòng)齒輪軸370通過不完全齒輪371帶動(dòng)所述連接軸332間歇性地旋轉(zhuǎn)，即實(shí)現(xiàn)所述夾持元件330間歇性地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

所述焊槍座320的兩側(cè)具有轉(zhuǎn)軸322，兩所述連接臂312分別設(shè)有第二軸承3121，所述轉(zhuǎn)軸322分別穿設(shè)過所述第二軸承3121，所述第二傳動(dòng)帶組件360包括第二輸出軸361，所述第二輸出軸361和焊槍座右側(cè)的轉(zhuǎn)軸322通過齒輪嚙合。所述第二電機(jī)342轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在所述第二傳動(dòng)帶組件360的動(dòng)力傳輸下，所述第二輸出軸361通過齒輪驅(qū)動(dòng)焊槍座右側(cè)的轉(zhuǎn)軸322轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)所述焊槍座320的俯仰運(yùn)動(dòng)。

所述夾持部331是螺紋法蘭，所述連接軸332螺紋連接于所述夾持部331，所述夾持部331與焊槍200法蘭連接。因此不僅降低了夾持元件330的生產(chǎn)工藝，而且便于安裝和維修，且當(dāng)其中一個(gè)部件受損時(shí)，能直接替換，降低了使用成本。

進(jìn)一步地，所述機(jī)器人手腕310與所述機(jī)器人小臂140法蘭連接，便于機(jī)器人的安裝和維修。

進(jìn)一步地，所述底座110上設(shè)置有控制器400。所述控制器400存儲(chǔ)有控制焊接路徑的運(yùn)動(dòng)指令，焊縫軌跡通過離線編程所獲得。所述控制器400通信連接于圖像處理器，采用機(jī)器視覺傳感技術(shù)，通過對(duì)焊接區(qū)圖像進(jìn)行采集，產(chǎn)生視頻信號(hào)送至圖像處理器，對(duì)圖像進(jìn)行快速處理并提取跟蹤特征參量，進(jìn)行數(shù)據(jù)識(shí)別和計(jì)算，通過逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解得到機(jī)器人各軸坐標(biāo)位置給定值，從而精確地調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了機(jī)器人總成100；底座110；支撐柱120；機(jī)器人大臂130；機(jī)器人小臂140；焊槍200；機(jī)器人腕部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)300；機(jī)器人手腕310；腕部殼體311；第一電機(jī)室111；第二電機(jī)室112；連接臂312；第二軸承3121；第一蓋板313；第二蓋板314；焊槍座320；第一軸承321；轉(zhuǎn)軸322；夾持元件330；夾持部331；連接軸332；第一電機(jī)341；第二電機(jī)342；第一傳動(dòng)帶組件350；第一輸出軸351；斜齒輪352；第二傳動(dòng)帶組件360；第二輸出軸361；傳動(dòng)齒輪軸370；不完全齒輪371；控制器400等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。