一种喷涂机器人机构制造技术

本发明专利技术涉及一种喷涂机器人机构，包括腰回转机构、肩回转机构、肘回转机构、腕扭转机构、喷枪基座弯曲机构、机架及回转平台。所述腰回转机构、肩回转机构、肘回转机构串联链接于腕扭转机构与机架之间，由伺服电机控制腰回转机构、肩回转机构、肘回转机构在工作空间内回转。所述喷枪基座弯曲机构一端与腕轴铰接，另一端与机架铰接。所述机架安装在回转平台上。本机构所有伺服电动机均安装在机架上，杆件可制成轻杆，机构动力学性能较好，能满足高速高精度喷涂的要求。该机构结构简单紧凑，运输安装方便，工作可靠，不仅适用于小型普通喷涂作业，还可用于大型或重型结构喷涂作业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业机器人领域，特别是一种喷涂机器人机构。技术背景喷涂机器人是一种进行喷涂作业的工业机器人，能够代替人工，环保、高效的完成 各种喷涂作业，广泛应用于汽车车身喷涂等领域，已成为市场上应用最多的工业机器人之 一。现有的喷涂机器人机械结构主要有平行四边形结构和侧置式或摆式结构两种形式，因 其具有较大工作空间和较为灵活的动作得到了广泛应用。但这类传统开链式串联喷涂机器 人机构因其自身结构的限制，电机都需要安装在连接处，导致手臂重量大、刚性差、惯量大 等问题，机构动力学性能较差，难以满足日益严格的高速高精度及大型喷涂作业要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种喷涂机器人机构，解决传统开链式串联喷涂机器人机 构的电机安装在其铰链处，导致的手臂笨重、刚性差、惯量大等问题，满高速高精度喷涂要 求，不仅适用于小型普通喷涂作业，还可用于大型或重型结构喷涂作业。本专利技术通过以下技术方案达到上述目的一种喷涂机器人机构，包括腰回转机构、 肩回转机构、肘回转机构、腕扭转机构、喷枪基座弯曲机构、机架及回转平台。所述机架安装 在回转平台上，实现整个机器人工作空间任意位置灵活运动。所述腰回转机构由第一主动杆、第六连杆、腰杆及机架连接而成。第一主动杆一端 通过第八转动副连接到机架上，另一端通过第九转动副与第六连杆连接，第六连杆另一端 通过第十五转动副与腰杆连接，腰杆一端通过第四转动副与机架链接，另一端通过第六转 动副与肩杆连接。所述第一主动杆由第一伺服电机驱动。所述肩回转机构由第二主动杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、肩杆及机架连接 而成。第二主动杆一端通过第十转动副与机架链接，另一端通过第十一转动副与第七连杆 连接，第七连杆另一端通过第十二转动副与第八连杆、第九连杆连接，第八连杆另一端通过 第四转动副与机架链接，第九连杆另一端通过第十三转动副与肩杆链接，肩杆通过第十四 转动副与肘杆连接。第二主动杆由第二伺服电机驱动。所述肘回转机构由第三主动杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连 杆、肘杆连接而成。第三主动杆一端通过第一转动副与机架连接，另一端通过第二转动副与 第一连杆连接，第一连杆另一端通过第三转动副与第二连杆、第三连杆连接，第二连杆另一 端通过第四转动副与机架连接，第三连杆另一端通过第五转动副与第四连杆、第五连杆连 接，第四连杆另一端通过第六转动副与肩杆连接，第五连杆另一端通过第七转动副与肘杆 连接。肘杆通过滑槽与滑块连接，通过第二十一转动副与第十五连杆连接，通过滑轨与滑动 套筒连接，通过第二十八转动副与喷枪基座连接，通过第二十三转动副与第十七连杆连接， 通过中心孔第三十五转动副与心轴连接。第三主动杆由第三伺服电机驱动。所述腕扭转机构由第五主动杆、第四主动杆、第二十一连杆、第二十连杆，第二十二连杆、第二十三连杆、第二十六连杆、第二十七连杆、第二十八连杆、第二十九连杆、 滑块、第三十二连杆、第三十连杆、第三十一连杆及心轴组成。第四主动杆一端通过第 三十六转动副与机架连接，另一端通过第二十九转动副与第二十一连杆连接。第五主动杆 一端通过第三十七转动副与机架连接，另一端通过第三十转动副与第二十连杆连接。第 二十一连杆另一端通过第三十一转动副与第二十二连杆、第二十五连杆连接，第二十连杆 另一端通过第三十二转动副与第二十三连杆、第二十四连杆连接。第二十五连杆、第二十四 连杆另一端通过第三十八转动副、第三十九转动副与肩杆第六转动副连接。第二十二连杆、 第二十三连杆另一端分别通过第四十一转动副、第四十转动副，与第二十七连杆、第二十六 连杆连接。第二十七连杆、第二十六连杆一端分别通过第四球副、第三球副与第二十九连 杆、第二十八连杆连接，第二十七连杆、第二十六连杆另一端通过第十四转动副与肘杆连 接。第二十九连杆、第二十八连杆另一端分别通过第一球副、第二球副与第三十二连杆连 接，第三十二连杆通过转动副45、第三十三转动副、第三十四转动副分别与滑块、第三十连 杆、第三十一连杆连接。第三十一连杆、第三十连杆另一端分别通过第四十二转动副、第 四十三转动副与心轴曲柄、曲柄连接。心轴通过第三十五转动副与肘杆连接。心轴另一端 通过第二十八转动副与喷枪基座连接。第五主动杆、第四主动杆分别由第五伺服电机、第四 伺服电机控制。所述喷枪基座弯曲机构由第六主动杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆、第 十三连杆、第十四连杆、第十五连杆、第十六连杆、第十七连杆、第十八连杆、滑动套筒转动 套筒、第十九连杆及喷枪基座连接而成。第六主动杆一端通过第十六转动副与机架连接， 另一端通过第十七转动副与第十连杆连接，第十连杆另一端通过第十八转动副与第十一连 杆、第十二连杆连接，第十一连杆另一端通过第十二转动副与第八连杆连接，第十二连杆另 一端通过第十九转动副与第十三连杆、第十四连杆连接，第十三连杆另一端通过第十三转 动副与肩杆连接。第十四连杆另一端通过第二十转动副与第十五连杆、第十六连杆连接， 第十五连杆通过第二十一转动副与肘杆连接，第十六连杆另一端通过第二十二转动副与第 十七连杆连接，第十七连杆通过第二十三转动副与肘杆连接，另一端通过第二十四转动副 与第十八连杆连接，第十八连杆另一端通过第二十五转动副，与滑动套筒连接，滑动套筒通 过第四十四转动副与转动套筒连接，转动套筒通过第二十六转动副与第十九连杆连接，第 十九连杆另一端通过第二十七转动副与喷枪基座连接，喷枪基座通过第二十八转动副与心 轴连接。第六主动杆由第六伺服电机控制。所述机架上安装有第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、 第五伺服电机和第六伺服电机。机架安装在回转平台上实现整个机器人工作空间任意位置 灵活运动。所述喷涂机器人机构，喷枪基座上安装有喷枪装置。通过控制第一伺服电机、第 二伺服电机、第三伺服电机，实现腰回转机构、肩回转机构、肘回转机构在工作空间内按照 工作要求回转，同时，控制第四伺服电机、第五伺服电机使心轴扭转，由于喷枪基座通过第 二十八转动副与心轴链接，因此，喷枪基座随心轴一起扭转，同时，通过控制第六伺服电动 机，实现喷枪基座绕心轴上第二十八转动副转动。根据工作需要，机架绕回转平台回转，配 合喷枪装置实现工作空间内的灵活运动，完成喷涂作业。本专利技术突出优点在于1、所有伺服电动机安装在机架上，改善了各杆件的受力情况，机器人运动惯量小， 动力学性能好，能较好满足高速精确喷涂的要求；2、采用连杆和传动副连接，结构简单，易于分解运输及安装，维护保养简单，在满 足高精度的同时，不仅适用于小型普通喷涂作业，还可用于大型或重型结构喷涂作业；3、通过在喷枪基座安装不同用途的末端执行器，还可应用于搬运、焊接、排障、消 防等各种场合。附图说明图1为本专利技术所述喷涂机器人机构的结构示意图。图2为本专利技术所述喷涂机器人机构的腰回转机构结构示意图。图3为本专利技术所述喷涂机器人机构的肩回转机构结构示意图。图4为本专利技术所述喷涂机器人机构的肘回转机构结构示意图。图5为本专利技术所述喷涂机器人机构的腕扭转机构结构示意图。图6为本专利技术所述喷涂机器人机构的喷枪基座弯曲机构结构示意图。图7为本专利技术所述喷涂机器人机构的肘杆结构示意图。图8为本专利技术所述喷涂机器人机构的腕扭转机构局部结构示意图。图9为本专利技术所述喷涂机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷涂机器人机构，其特征在于，该机构包括腰回转机构、肩回转机构、肘回转机构、腕扭转机构、喷枪基座弯曲机构、机架及回转平台，所述机架安装在回转平台上，其结构和连接方式为：所述腰回转机构由第一主动杆、第六连杆、腰杆及机架连接而成，第一主动杆一端通过第八转动副连接到机架上，另一端通过第九转动副与第六连杆连接，第六连杆另一端通过第十五转动副与腰杆连接，腰杆一端通过第四转动副与机架链接，另一端通过第六转动副与肩杆连接，所述第一主动杆由第一伺服电机驱动，所述肩回转机构由第二主动杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、肩杆及机架连接而成，第二主动杆一端通过第十转动副与机架链接，另一端通过第十一转动副与第七连杆连接，第七连杆另一端通过第十二转动副与第八连杆、第九连杆连接，第八连杆另一端通过第四转动副与机架链接，第九连杆另一端通过第十三转动副与肩杆链接，肩杆通过第十四转动副与肘杆连接，第二主动杆由第二伺服电机驱动，所述肘回转机构由第三主动杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、肘杆连接而成，第三主动杆一端通过第一转动副与机架连接，另一端通过第二转动副与第一连杆连接，第一连杆另一端通过第三转动副与第二连杆、第三连杆连接，第二连杆另一端通过第四转动副与机架连接，第三连杆另一端通过第五转动副与第四连杆、第五连杆连接，第四连杆另一端通过第六转动副与肩杆连接，第五连杆另一端通过第七转动副与肘杆连接，肘杆通过滑槽与滑块连接，通过第二十一转动副与第十五连杆连接，通过滑轨与滑动套筒连接，通过第二十八转动副与喷枪基座连接，通过第二十三转动副与第十七连杆连接，通过中心孔第三十五转动副与心轴连接，第三主动杆由第三伺服电机驱动，所述腕扭转机构由第五主动杆、第四主动杆、第二十一连杆、第二十连杆，第二十二连杆、第二十三连杆、第二十六连杆、第二十七连杆、第二十八连杆、第二十九连杆、滑块、第三十二连杆、第三十连杆、第三十一连杆及心轴组成，第四主动杆一端通过第三十六转动副与机架连接，另一端通过第二十九转动副与第二十一连杆连接，第五主动杆一端通过第三十七转动副与机架连接，另一端通过第三十转动副与第二十连杆连接，第二十一连杆另一端通过第三十一转动副与第二十二连杆、第二十五连杆连接，第二十连杆另一端通过第三十二转动副与第二十三连杆、第二十四连杆连接，第二十五连杆、第二十四连杆另一端通过第三十八转动副、第三十九转动副与肩杆第六转动副连接，第二十二连杆、第二十三...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡敢为，张林，潘宇晨，王红州，王汝贵，温芳，李岩舟，陈渊，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]