一种自适应焊接机械臂及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种自适应焊接机械臂，包括：弧形轨道、旋转基座、机械臂、驱动电机、传动齿轮箱、旋转链轮组、末端焊枪和置物平台，置物平台上设置有弧形轨道，弧形轨道上设置有旋转基座，旋转基座上端设置有机械臂，机械臂一端固定有末端焊枪；旋转基座内部设置有驱动电机和传动齿轮箱，传动齿轮箱上设置有旋转控制机构，旋转控制机构连接有旋转链轮组；还公开了一种自适应焊接机械臂的工作方法。其将常用的熔焊和钎焊融合，使其能够根据要求使用不同的焊接方式，方便了小批量、多种类产品的生产，同时其实现了单电机驱动，缩小了驱动关节需要的空间，减少了驱动部件的成本，降低了机械臂整体的成本，适用领域更加广泛。

An Adaptive Welding Manipulator and Its Working Method

The invention discloses an adaptive welding manipulator, which comprises an arc track, a revolving base, a manipulator, a driving motor, a transmission gear box, a revolving sprocket set, an end welding torch and a placement platform. An arc track is arranged on the placement platform, a revolving base is arranged on the arc track, an arm is arranged at the upper end of the revolving base, and a revolving base gun is fixed at one end of the manipulator. A driving motor and a transmission gear box are arranged inside the seat, and a rotating control mechanism is arranged on the transmission gear box. The rotating control mechanism is connected with a rotating sprocket group. A method of self-adaptive welding manipulator is also disclosed. It integrates welding and brazing in common use so that it can use different welding methods according to requirements, which facilitates the production of small batches and various products. At the same time, it realizes single motor drive, reduces the space needed for driving joints, reduces the cost of driving components, reduces the overall cost of the manipulator, and has a wider application field.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应焊接机械臂及其工作方法
本专利技术属于智能机械臂领域，特别涉及一种自适应焊接机械臂及其工作方法。
技术介绍
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。机械臂是近代自动控制领域出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。这种新技术发展很快，逐渐形成了一门新兴的学科——机械手工程。机械臂是在上世纪五十年代末期出现，近年来才迅速发展起来的重要自动化装置，现已成为实现工业自动化的一种重要手段。机械臂虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲倦，不怕危险，抓举重物的力量比人手大的特点，因此，机械臂已经受到许多部门和企业的重视，并越来越广泛地得到运用。近年来，由于人们对自动化的追求和对机械臂的关注，机械臂的性能也在不断地提高，开始向着模块化、智能化、自主化发展，其结构更加简单，工作的复杂程度更高，需要人员的地方更少，完美体现了现代产业高效益的追求。然而，虽然机械臂的发展速度极快，但是快速发展带来了横向发展上的不足，机械臂在细节和功能上仍有许多需要改进的地方，同时随着科技革命浪潮的过去，机械臂已经接近成型，发展没有了以前的势头，需要向其他方向创新。因此，本申请就机械臂功能单一无法更换工作方法、多动力源成本高的缺点进行改进，提高机械臂的普适性，降低成本。现在的焊接机械臂，主要存在以下几个问题：1、现在的焊接机械臂大多只能进行单一的一种焊接方式，不能根据实际生产需求进行更改，限制了机械臂不能在小批量、多种类的生产环境中占有一席之地。2、现在的焊接机械臂大多使用的是多液压缸或多电机来实现关节驱动，驱动结构或动力源数量大，结构大，成本高，限制了机械臂在中小型企业中的发展空间。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服以上不足，本专利技术的目的是提供一种自适应焊接机械臂及其工作方法，其将常用的熔焊和钎焊融合，使其能够根据要求使用不同的焊接方式，不需要额外的采购或者改装，方便了小批量、多种类产品的生产，同时其实现了单电机驱动，缩小了驱动关节需要的空间，减少了驱动部件的成本，降低了机械臂整体的成本，使其能够在更多的领域内得到发挥。技术方案：为了实现上述目的，本专利技术提供了一种自适应焊接机械臂，包括：弧形轨道、旋转基座、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、驱动电机、传动齿轮箱、第一旋转链轮组、第二旋转链轮组、第三旋转链轮组、末端焊枪和置物平台，所述置物平台上表面外侧设置有弧形轨道，所述弧形轨道上设置有旋转基座，所述旋转基座上端设置有第一机械臂，所述旋转基座与第一机械臂铰接，所述第一机械臂一端设置有第二机械臂，所述第一机械臂与第二机械臂铰接，所述第二机械臂一端设置有第三机械臂，所述第二机械臂与第三机械臂铰接，所述第三机械臂一端固定有末端焊枪；所述旋转基座内部设置有驱动电机和传动齿轮箱，所述旋转基座与第一机械臂铰接处设置有第一旋转链轮组，所述第一机械臂与第二机械臂铰接处设置有第二旋转链轮组，所述第二机械臂与第三机械臂铰接处设置有第三旋转链轮组；所述驱动电机一端连接有传动齿轮箱，所述传动齿轮箱一端连接有第一旋转链轮组、第二旋转链轮组和第三旋转链轮组。本专利技术中所述机械臂的设置，其通过单一的驱动电机实现了机械臂的多关节活动，在保证了机械臂足够自由度的情况下，大量缩减了驱动所需的结构，通过使用电控磁铁的位移能力和链轮的传动能力，以齿轮系之间的啮合实现了机械臂的全自由度解放，以齿轮替换了电机和液压缸，大大降低了成本。本专利技术中所述的第一旋转链轮组包括第一传动齿轮、第一传动链、第一固定齿轮、第一传动轴、第二传动齿轮、第二传动链、第一旋转齿轮和第一旋转盘，所述第一传动齿轮设置于传动齿轮箱一端，所述第一传动齿轮外圈设置有第一传动链，所述第一传动链一端设置有第一固定齿轮，所述第一固定齿轮中央设置有第一传动轴，所述第一传动轴一端设置有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮外圈设置有第二传动链，所述第二传动链一端设置有第一旋转齿轮；所述旋转基座上端设置有第一旋转盘，所述第一旋转盘上设置有第一弧形孔，所述第一弧形孔内设置有第一旋转齿轮，所述第一弧形孔一侧设置有与第一旋转齿轮啮合的齿；所述第二传动齿轮、第二传动链和第一旋转齿轮设置于第一机械臂内。本专利技术中所述第一旋转链轮组的设置，其通过齿轮和链条将驱动电机的动力传递给了机械臂，实现机械臂关节的自由运动，同时由于齿轮的特性杜绝了惯性和滑动，保证了机械臂的生产精度。本专利技术中所述的第二旋转链轮组包括第三传动齿轮、第三传动链、第一中间轮、第二固定齿轮、第二传动轴、第四传动齿轮、第四传动链、第二旋转齿轮和第二旋转盘，所述第三传动齿轮设置于传动齿轮箱一端，所述第三传动齿轮外圈设置有第三传动链，所述第三传动链中段设置有第一中间轮，所述第一中间轮设置于第一机械臂一端，所述第三传动链一端设置有第二固定齿轮，所述第二固定齿轮中央设置有第二传动轴，所述第二传动轴一端设置有第四传动齿轮，所述第四传动齿轮外圈设置有第四传动链，所述第四传动链一端设置有第二旋转齿轮；所述第一机械臂一端设置有第二旋转盘，所述第二旋转盘上设置有第二弧形孔，所述第二弧形孔内设置有第二旋转齿轮，所述第二弧形孔一侧设置有与第二旋转齿轮啮合的齿；所述第一中间轮为四个圆盘状带轮，所述第一中间轮夹持固定第三传动链中段；所述第四传动齿轮、第四传动链和第二旋转齿轮设置于第二机械臂内。本专利技术中所述的第一中间轮设置于第一固定齿轮水平一侧。本专利技术中所述第二旋转链轮组的设置，其通过齿轮和链条将驱动电机的动力传递给了机械臂，实现机械臂关节的自由运动，第一中间轮的设置能够很好的避免链条的运动过程中与机械臂外壳的碰擦，提高了机械臂的稳定性，同时由于齿轮的特性杜绝了惯性和滑动，保证了机械臂的生产精度。本专利技术中所述的第三旋转链轮组包括第五传动齿轮、第五传动链、第二中间轮、第三中间轮、第三固定齿轮、第三传动轴、第六传动齿轮、第六传动链、第三旋转齿轮和第三旋转盘，所述第五传动齿轮设置于传动齿轮箱一端，所述第五传动齿轮外圈设置有第五传动链，所述第五传动链上设置有第二中间轮和第三中间轮，所述第二中间轮设置于第一机械臂一端，所述第三中间轮设置于第二机械臂一端，所述第五传动链一端设置有第三固定齿轮，所述第三固定齿轮中央设置有第三传动轴，所述第三传动轴一端设置有第六传动齿轮，所述第六传动齿轮外圈设置有第六传动链，所述第六传动链一端设置有第三旋转齿轮；所述第二机械臂一端设置有第三旋转盘，所述第三旋转盘上设置有第三弧形孔，所述第三弧形孔内设置有第三旋转齿轮，所述第三弧形孔一侧设置有与第三旋转齿轮啮合的齿；所述第二中间轮和第三中间轮为四个圆盘状带轮，所述第二中间轮和第三中间轮夹持固定第五传动链；所述第六传动齿轮、第六传动链和第三旋转齿轮设置于第三机械臂内。本专利技术中所述的第二中间轮设置于第一中间轮水平一侧，所述第三中间轮设置于第二固定齿轮水平一侧。本专利技术中所述第三旋转链轮组的设置，其通过齿轮和链条将驱动电机的动力传递给了机械臂，实现机械臂关节的自由运动，第二中间轮和第三中间轮的设置能够很好的避免链条的运动过程中与机械臂外壳的碰擦，提高了机械臂的稳定性，同时由于齿轮的特性杜绝了惯性和滑动，保证了机械臂的生产精度。本专利技术中所述的传动齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应焊接机械臂，其特征在于：包括：弧形轨道（1）、旋转基座（2）、第一机械臂（3）、第二机械臂（4）、第三机械臂（5）、驱动电机（6）、传动齿轮箱（7）、第一旋转链轮组（8）、第二旋转链轮组（9）、第三旋转链轮组（10）、末端焊枪（11）和置物平台（12），所述置物平台（12）上表面外侧设置有弧形轨道（1），所述弧形轨道（1）上设置有旋转基座（2），所述旋转基座（2）上端设置有第一机械臂（3），所述旋转基座（2）与第一机械臂（3）铰接，所述第一机械臂（3）一端设置有第二机械臂（4），所述第一机械臂（3）与第二机械臂（4）铰接，所述第二机械臂（4）一端设置有第三机械臂（5），所述第二机械臂（4）与第三机械臂（5）铰接，所述第三机械臂（5）一端固定有末端焊枪（11）；所述旋转基座（2）内部设置有驱动电机（6）和传动齿轮箱（7），所述旋转基座（2）与第一机械臂（3）铰接处设置有第一旋转链轮组（8），所述第一机械臂（3）与第二机械臂（4）铰接处设置有第二旋转链轮组（9），所述第二机械臂（4）与第三机械臂（5）铰接处设置有第三旋转链轮组（10）；所述驱动电机（6）一端连接有传动齿轮箱（7），所述传动齿轮箱（7）一端连接有第一旋转链轮组（8）、第二旋转链轮组（9）和第三旋转链轮组（10）。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应焊接机械臂，其特征在于：包括：弧形轨道（1）、旋转基座（2）、第一机械臂（3）、第二机械臂（4）、第三机械臂（5）、驱动电机（6）、传动齿轮箱（7）、第一旋转链轮组（8）、第二旋转链轮组（9）、第三旋转链轮组（10）、末端焊枪（11）和置物平台（12），所述置物平台（12）上表面外侧设置有弧形轨道（1），所述弧形轨道（1）上设置有旋转基座（2），所述旋转基座（2）上端设置有第一机械臂（3），所述旋转基座（2）与第一机械臂（3）铰接，所述第一机械臂（3）一端设置有第二机械臂（4），所述第一机械臂（3）与第二机械臂（4）铰接，所述第二机械臂（4）一端设置有第三机械臂（5），所述第二机械臂（4）与第三机械臂（5）铰接，所述第三机械臂（5）一端固定有末端焊枪（11）；所述旋转基座（2）内部设置有驱动电机（6）和传动齿轮箱（7），所述旋转基座（2）与第一机械臂（3）铰接处设置有第一旋转链轮组（8），所述第一机械臂（3）与第二机械臂（4）铰接处设置有第二旋转链轮组（9），所述第二机械臂（4）与第三机械臂（5）铰接处设置有第三旋转链轮组（10）；所述驱动电机（6）一端连接有传动齿轮箱（7），所述传动齿轮箱（7）一端连接有第一旋转链轮组（8）、第二旋转链轮组（9）和第三旋转链轮组（10）。2.根据权利要求1所述的一种自适应焊接机械臂，其特征在于：所述的第一旋转链轮组（8）包括第一传动齿轮（801）、第一传动链（802）、第一固定齿轮（803）、第一传动轴（804）、第二传动齿轮（805）、第二传动链（806）、第一旋转齿轮（807）和第一旋转盘（808），所述第一传动齿轮（801）设置于传动齿轮箱（7）一端，所述第一传动齿轮（801）外圈设置有第一传动链（802），所述第一传动链（802）一端设置有第一固定齿轮（803），所述第一固定齿轮（803）中央设置有第一传动轴（804），所述第一传动轴（804）一端设置有第二传动齿轮（805），所述第二传动齿轮（805）外圈设置有第二传动链（806），所述第二传动链（806）一端设置有第一旋转齿轮（807）；所述旋转基座（2）上端设置有第一旋转盘（808），所述第一旋转盘（808）上设置有第一弧形孔，所述第一弧形孔内设置有第一旋转齿轮（807），所述第一弧形孔一侧设置有与第一旋转齿轮（807）啮合的齿；所述第二传动齿轮（805）、第二传动链（806）和第一旋转齿轮（807）设置于第一机械臂（3）内。3.根据权利要求1所述的一种自适应焊接机械臂，其特征在于：所述的第二旋转链轮组（9）包括第三传动齿轮（901）、第三传动链（902）、第一中间轮（903）、第二固定齿轮（904）、第二传动轴（905）、第四传动齿轮（906）、第四传动链（907）、第二旋转齿轮（908）和第二旋转盘（909），所述第三传动齿轮（901）设置于传动齿轮箱（7）一端，所述第三传动齿轮（901）外圈设置有第三传动链（902），所述第三传动链（902）中段设置有第一中间轮（903），所述第一中间轮（903）设置于第一机械臂（3）一端，所述第三传动链（902）一端设置有第二固定齿轮（904），所述第二固定齿轮（904）中央设置有第二传动轴（905），所述第二传动轴（905）一端设置有第四传动齿轮（906），所述第四传动齿轮（906）外圈设置有第四传动链（907），所述第四传动链（907）一端设置有第二旋转齿轮（908）；所述第一机械臂（3）一端设置有第二旋转盘（909），所述第二旋转盘（909）上设置有第二弧形孔，所述第二弧形孔内设置有第二旋转齿轮（908），所述第二弧形孔一侧设置有与第二旋转齿轮（908）啮合的齿；所述第一中间轮（903）为四个圆盘状带轮，所述第一中间轮（903）夹持固定第三传动链（902）中段；所述第四传动齿轮（906）、第四传动链（907）和第二旋转齿轮（908）设置于第二机械臂（4）内。4.根据权利要求1所述的一种自适应焊接机械臂，其特征在于：所述的第三旋转链轮组（10）包括第五传动齿轮（1001）、第五传动链（1002）、第二中间轮（1003）、第三中间轮（1004）、第三固定齿轮（1005）、第三传动轴（1006）、第六传动齿轮（1007）、第六传动链（1008）、第三旋转齿轮（1009）和第三旋转盘（1010），所述第五传动齿轮（1001）设置于传动齿轮箱（7）一端，所述第五传动齿轮（1001）外圈设置有第五传动链（1002），所述第五传动链（1002）上设置有第二中间轮（1003）和第三中间轮（1004），所述第二中间轮（1003）设置于第一机械臂（3）一端，所述第三中间轮（1004）设置于第二机械臂（4）一端，所述第五传动链（1002）一端设置有第三固定齿轮（1005），所述第三固定齿轮（1005）中央设置有第三传动轴（1006），所述第三传动轴（1006）一端设置有第六传动齿轮（1007），所述第六传动齿轮（1007）外圈设置有第六传动链（1008），所述第六传动链（1008）一端设置有第三旋转齿轮（1009）；所述第二机械臂（4）一端设置有第三旋转盘（1010），所述第三旋转盘（1010）上设置有第三弧形孔，所述第三弧形孔内设置有第三旋转齿轮（1009），所述第三弧形孔一侧设置有与第三旋转齿轮（1009）啮合的齿；所述第二中间轮（1003）和第三中间轮（1004）为四个圆盘状带轮，所述第二中间轮（1003）和第三中间轮（1004）夹持固定第五传动链（1002）；所述第六传动齿轮（1007）、第六传动链（1008）和第三旋转齿轮（1009）设置于第三机械臂（5）内。5.根据权利要求1所述的一种自适应焊接机械臂，其特征在于：所述的传动齿轮箱（7）上设置有旋转控制机构（13），所述旋转控制机构（13）设置于第一旋转链轮组（8）、第二旋转链轮组（9）和第三旋转链轮组（10）两侧，所述旋转控制机构（13）包括限位板（1301）、控制轴组（1302）、第一电磁盘（1303）、第二电磁盘（1304）、第一电磁铁阵列（1305）、第二电磁铁阵列（1306）、PLC控制器（1307）、控制芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛敏强，
申请(专利权)人：薛敏强，
类型：发明
国别省市：江苏,32