一种能够躲避障碍的安全型焊接机械臂制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能够躲避障碍的安全型焊接机械臂，包括：基座、转动盘、第一转动臂、第二转动臂、驱动电机、传动齿轮箱、第一旋转链轮组、第二旋转链轮组、旋动臂、第三转动臂、固定法兰和焊接头，基座上设置有转动盘，转动盘上依次设置有第一转动臂、第二转动臂、旋动臂、第三转动臂、固定法兰和焊接头；转动盘内设置有驱动电机，驱动电机通过传动齿轮箱连接有第一旋转链轮组和第二旋转链轮组；一方面对机械臂周围空间建立坐标系，对入侵机械臂工作范围的异物标记，并实现躲避，提高了设备的安全；另一方面采用单电机驱动多关节，缩小了驱动关节需要的空间，减少了驱动部件的成本，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种能够躲避障碍的安全型焊接机械臂
本技术属于智能加工设备领域，特别涉及一种能够躲避障碍的安全型焊接机械臂。
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对工作区域外的区域进行识别的缺点进行改进，提高机械臂的实用性，降低危险。现在的机械臂，主要存在以下几个问题：1、现在的机械臂大多不能躲避外界异物，容易发生碰撞，导致设备损坏，影响设备质量和使用寿命。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，本技术的目的是提供一种能够躲避障碍的安全型焊接机械臂，一方面对机械臂周围空间建立坐标系，对入侵机械臂工作范围的异物标记，并实现躲避，提高了设备的安全；另一方面采用单电机驱动多关节，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，本技术提供了一种能够躲避障碍的安全型焊接机械臂，包括：基座、转动盘、第一转动臂、第二转动臂、驱动电机、传动齿轮箱、第一旋转链轮组、第二旋转链轮组、旋动臂、第三转动臂、固定法兰和焊接头，所述基座上设置有转动盘，所述转动盘上设置有第一转动臂，所述第一转动臂远离转动盘的一端设置有第二转动臂，所述第二转动臂远离第一转动臂的一端设置有旋动臂，所述旋动臂远离第二转动臂的一端设置有第三转动臂，所述第三转动臂远离旋动臂的一端设置有固定法兰，所述固定法兰上设置有焊接头；所述转动盘内固定设置有驱动电机，所述驱动电机一端连接有传动齿轮箱，所述传动齿轮箱上连接有第一旋转链轮组，所述第一旋转链轮组连接第一转动臂，所述传动齿轮箱上连接有第二旋转链轮组，所述第二旋转链轮组连接第二转动臂。本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；所述转动盘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转动臂内。本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转动臂一端，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；所述第一转动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转动臂内。本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。所述的传动齿轮箱包括壳体、主传动轴、主传动轮、分传动轮组、反向分传动轮组和反向中间轮组，所述壳体设置于驱动电机一侧，所述壳体内部设置有主传动轴，所述主传动轴一端与驱动电机配合连接，所述主传动轴另一端通过轴承设置于壳体上，所述主传动轴上套有主传动轮，所述主传动轮外圈啮合有分传动轮组，所述分传动轮组一端穿出壳体，所述主传动轮外圈还啮合有反向中间轮，所述反向中间轮设置于分传动轮组一侧，所述反向中间轮外侧啮合有反向分传动轮组，所述反向分传动轮组穿出壳体，所述分传动轮组与反向分传动轮组尺寸相同。本技术中所述的传动齿轮箱上设置有旋转控制机构，所述旋转控制机构设置于第一旋转链轮组和第二旋转链轮组两侧，所述旋转控制机构包括限位板、控制轴组、第一电磁盘、第二电磁盘、第一电磁铁阵列、第二电磁铁阵列、PLC控制器、控制芯片和控制面板，所述限位板设置于传动齿轮箱外侧，所述限位板上设置有控制轴组，所述控制轴组接触第一旋转链轮组和第二旋转链轮组，所述控制轴组一端设置有第一电磁盘，所述控制轴组另一端设置有第二电磁盘，所述第一电磁盘上设置有第一电磁铁阵列，所述第二电磁盘上设置有第二电磁铁阵列，所述第一电磁铁阵列和第二电磁铁阵列分别设置有三个电磁铁，所述电磁铁靠近第一旋转链轮组和第二旋转链轮组，所述电磁铁通过导线与PLC控制器连接，所述PLC控制器连接有控制芯片，所述控制芯片连接控制面板，所述控制面板设置于转动盘外表面。本技术中所述旋转控制机构的设置，其通过电生磁原理和磁体对金属的吸引力控制了控制轴组的移动，从而实现了第一旋转链轮组、第二旋转链轮组的运动、停止和反向运动三个动作，从而实现了机械臂的全自由度运动。本技术中所述的旋转控制机构还包括止动块和止动槽，所述止动块设置于传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够躲避障碍的安全型焊接机械臂，其特征在于：包括：基座（1）、转动盘（2）、第一转动臂（3）、第二转动臂（4）、驱动电机（5）、传动齿轮箱（6）、第一旋转链轮组（7）、第二旋转链轮组（8）、旋动臂（9）、第三转动臂（10）、固定法兰（11）和焊接头（12），所述基座（1）上设置有转动盘（2），所述转动盘（2）上设置有第一转动臂（3），所述第一转动臂（3）远离转动盘（2）的一端设置有第二转动臂（4），所述第二转动臂（4）远离第一转动臂（3）的一端设置有旋动臂（9），所述旋动臂（9）远离第二转动臂（4）的一端设置有第三转动臂（10），所述第三转动臂（10）远离旋动臂（9）的一端设置有固定法兰（11），所述固定法兰（11）上设置有焊接头（12）；所述转动盘（2）内固定设置有驱动电机（5），所述驱动电机（5）一端连接有传动齿轮箱（6），所述传动齿轮箱（6）上连接有第一旋转链轮组（7），所述第一旋转链轮组（7）连接第一转动臂（3），所述传动齿轮箱（6）上连接有第二旋转链轮组（8），所述第二旋转链轮组（8）连接第二转动臂（4）；/n所述的传动齿轮箱（6）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（7）和第二旋转链轮组（8）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）、控制芯片（1308）和控制面板（1309），所述限位板（1301）设置于传动齿轮箱（6）外侧，所述限位板（1301）上设置有控制轴组（1302），所述控制轴组（1302）接触第一旋转链轮组（7）和第二旋转链轮组（8），所述控制轴组（1302）一端设置有第一电磁盘（1303），所述控制轴组（1302）另一端设置有第二电磁盘（1304），所述第一电磁盘（1303）上设置有第一电磁铁阵列（1305），所述第二电磁盘（1304）上设置有第二电磁铁阵列（1306），所述第一电磁铁阵列（1305）和第二电磁铁阵列（1306）分别设置有三个电磁铁，所述电磁铁靠近第一旋转链轮组（7）和第二旋转链轮组（8），所述电磁铁通过导线与PLC控制器（1307）连接，所述PLC控制器（1307）连接有控制芯片（1308），所述控制芯片（1308）连接控制面板（1309），所述控制面板（1309）设置于转动盘（2）外表面；/n还包括障碍识别机构（14），所述障碍识别机构（14）包括第一传感器阵列组（141）、第二传感器阵列组（142）和坐标处理器（143），所述第一传感器阵列组（141）本质为多个光电传感器，所述第一传感器阵列组（141）设置于基座（1）上，所述第一传感器阵列组（141）连接坐标处理器（143），所述第二传感器阵列组（142）本质为多个光电传感器，所述第二传感器阵列组（142）设置于基座（1）上，所述第二传感器阵列组（142）与第一传感器阵列组（141）呈角度偏置，所述第二传感器阵列组（142）连接坐标处理器（143），所述坐标处理器（143）设置于基座（1）上，所述坐标处理器（143）连接控制芯片（1308）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种能够躲避障碍的安全型焊接机械臂，其特征在于：包括：基座（1）、转动盘（2）、第一转动臂（3）、第二转动臂（4）、驱动电机（5）、传动齿轮箱（6）、第一旋转链轮组（7）、第二旋转链轮组（8）、旋动臂（9）、第三转动臂（10）、固定法兰（11）和焊接头（12），所述基座（1）上设置有转动盘（2），所述转动盘（2）上设置有第一转动臂（3），所述第一转动臂（3）远离转动盘（2）的一端设置有第二转动臂（4），所述第二转动臂（4）远离第一转动臂（3）的一端设置有旋动臂（9），所述旋动臂（9）远离第二转动臂（4）的一端设置有第三转动臂（10），所述第三转动臂（10）远离旋动臂（9）的一端设置有固定法兰（11），所述固定法兰（11）上设置有焊接头（12）；所述转动盘（2）内固定设置有驱动电机（5），所述驱动电机（5）一端连接有传动齿轮箱（6），所述传动齿轮箱（6）上连接有第一旋转链轮组（7），所述第一旋转链轮组（7）连接第一转动臂（3），所述传动齿轮箱（6）上连接有第二旋转链轮组（8），所述第二旋转链轮组（8）连接第二转动臂（4）；
所述的传动齿轮箱（6）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（7）和第二旋转链轮组（8）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）、控制芯片（1308）和控制面板（1309），所述限位板（1301）设置于传动齿轮箱（6）外侧，所述限位板（1301）上设置有控制轴组（1302），所述控制轴组（1302）接触第一旋转链轮组（7）和第二旋转链轮组（8），所述控制轴组（1302）一端设置有第一电磁盘（1303），所述控制轴组（1302）另一端设置有第二电磁盘（1304），所述第一电磁盘（1303）上设置有第一电磁铁阵列（1305），所述第二电磁盘（1304）上设置有第二电磁铁阵列（1306），所述第一电磁铁阵列（1305）和第二电磁铁阵列（1306）分别设置有三个电磁铁，所述电磁铁靠近第一旋转链轮组（7）和第二旋转链轮组（8），所述电磁铁通过导线与PLC控制器（1307）连接，所述PLC控制器（1307）连接有控制芯片（1308），所述控制芯片（1308）连接控制面板（1309），所述控制面板（1309）设置于转动盘（2）外表面；
还包括障碍识别机构（14），所述障碍识别机构（14）包括第一传感器阵列组（141）、第二传感器阵列组（142）和坐标处理器（143），所述第一传感器阵列组（141）本质为多个光电传感器，所述第一传感器阵列组（141）设置于基座（1）上，所述第一传感器阵列组（141）连接坐标处理器（143），所述第二传感器阵列组（142）本质为多个光电传感器，所述第二传感器阵列组（142）设置于基座（1）上，所述第二传感器阵列组（142）与第一传感器阵列组（141）呈角度偏置，所述第二传感器阵列组（142）连接坐标处理器（143），所述坐标处理器（143）设置于基座（1）上，所述坐标处理器（143）连接控制芯片（1308）。


2.根据权利要求1所述的一种能够躲避障碍的安全型焊接机械臂，其特征在于：所述的第一旋转链轮组（7）包括第一传动齿轮（71）、第一传动链（72）、第一固定齿轮（73）、第一传动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王信元，
申请(专利权)人：太仓王纪自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32