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一种 仿生学 焊接 机器人

阅读：546发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种仿生学焊接机器人专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种仿生学焊接机器人，将高频焊接头与仿生机器人进行结合，由于仿生焊接机器人大多用于高科技领域的特种焊接，因此，使用普通的焊接枪头无法满足实际生产生活中对仿生焊接机器人的需求，因此，采用上述方案的高频焊接枪头，同时，本发明电机一和电机二通过连杆与连接部连接，通过控制两个电机的转角，能够实现手腕关节单元的侧摆以及俯仰运动，同时，由于采用连杆传动的方式，结构具有较强的刚性，相对于传统串联式结构，减小了传动误差累计，有效克服了腱绳传动方式中仿生手臂初始位置的偏差问题。，下面是一种仿生学焊接机器人专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种仿生学焊接机器人，包括焊接枪头(19)和通过手腕关节单元连接的连接部(1)和连接臂(10)，其特征在于：所述焊接枪头(19)包括枪头座(20)、高频焊枪铜圈(21)、测距传感器(22)和控制器，所述高频焊枪铜圈设在所述枪头座上，且所述高频焊枪铜圈的下端向下伸出所述枪头座的下端面；所述测距传感器设在所述枪头座上，用于测量所述高频焊枪铜圈的下端面与焊接工作面的间距；所述控制器分别与所述高频焊枪铜圈与所述测距传感器相连；还包括对称设置在连接臂(10)上的电机一(9)和电机二(11)，所述电机一(9)和电机二(11)分别通过连杆与连接部(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种机械手腕结构装置，其特征在于：还包括安装盒(23)，所述安装盒(23)设在枪头座(20)上，所述测距传感器(22)设在安装盒(23)内。
3.根据权利要求1所述的一种机械手腕结构装置，其特征在于：所述高频焊枪铜圈(21)的主视图构造成L字形，高频焊枪铜圈(21)的竖直肢位于枪头座(20)内，高频焊枪铜圈(21)的水平肢位于枪头座(20)外。
4.根据权利要求1所述的一种机械手腕结构装置，其特征在于：所述安装盒(23)设在枪头座(20)的上端且安装盒(23)的高度大于枪头座(20)的高度，所述测距传感器(22)在安装盒(23)内位于安装盒(23)的上端。
5.根据权利要求1-4中任意一条所述的一种机械手腕结构装置，其特征在于：所述连杆包括与电机匹配的摇臂、与连接部(1)铰接的上连接杆、与摇臂铰接的下连接杆、连接上连接杆与下连接杆的拉杆。
6.根据权利要求5所述的一种机械手腕结构装置，其特征在于：还包括下驱动支架，所述下驱动支架一端通过六角螺钉固定在摇臂上，另一端与下连接杆形成球铰链，所述上驱动支架一端固定在连接部(1)上，另一端与上驱动支架形成球铰链。
7.根据权利要求6所述的一种机械手腕结构装置，其特征在于：所述手腕关节单元包括上从动支架(18)和下从动支架(5)；所述下从动支架与连接臂(10)通过滚动轴承连接；所述上从动支架(18)与下从动支架(5)通过螺钉活动连接；所述上从动支架(18)与连接部(1)通过滚动轴承连接。

说明书全文

一种仿生学 焊接 机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及焊接机器人领域，特别涉及一种仿生学焊接机器人。

背景技术

[0002] 焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人，是机电一体化的高科技成果。它具有稳定和提高焊接质量、提高劳动生产率、改善工人环境等优点。伺服控制系统是焊接机器人的核心部分。在焊接机器人的控制过程中，对伺服系统电机的速度、加速度要求并不高，但是对位置精度要求非常高。伺服系统的精度在很大程度上取决于传感器精度和控制算法。

[0003] 机器人作为解决全球劳动力短缺问题的重要途径在生产和生活中得到了广泛的应用。随着人类对海洋、宇宙等未知空间探索的深入，纷繁的应用标准和复杂的工作条件对机器人提出了更高的要求，单一功能的机器人再也难以适应不断变化的工作要求，由此仿人机器人应运而生。近年来，仿人机器人的发展逐步成为机器人行业的焦点，而灵巧手作为仿人机器人系统的重要执行部件，其工作性能很大程度上直接影响了仿人机器人系统在复杂环境下执行各项任务的灵巧程度。自20世纪80年代起，国内外众多机构和高校便展开了灵巧手的研制工作并取得了一定成果。

[0004] 目前仿生机器人已经在许多行业得到了运用，但是还没有看到有将焊接机器人与仿生机器人进行结合的，因此人工焊接在很多特种焊接领域依旧不可或缺。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于：提供了一种仿生学焊接机器人，解决了目前仿生机器人已经在许多行业得到了运用，但是还没有看到有将焊接机器人与仿生机器人进行结合的，因此人工焊接在很多特种焊接领域依旧不可或缺的问题。

[0006] 本发明采用的技术方案如下：

[0007] 一种仿生学焊接机器人，包括焊接枪头和通过手腕关节单元连接的连接部和连接臂，所述焊接枪头包括枪头座、高频焊枪铜圈、测距传感器和控制器，所述高频焊枪铜圈设在所述枪头座上，且所述高频焊枪铜圈的下端向下伸出所述枪头座的下端面；所述测距传感器设在所述枪头座上，用于测量所述高频焊枪铜圈的下端面与焊接工作面的间距；所述控制器分别与所述高频焊枪铜圈与所述测距传感器相连；还包括对称设置在连接臂上的电机一和电机二，所述电机一和电机二分别通过连杆与连接部连接。将高频焊接头与仿生机器人进行结合，由于仿生焊接机器人大多用于高科技领域的特种焊接，因此，使用普通的焊接枪头无法满足实际生产生活中对仿生焊接机器人的需求，因此，采用上述方案的高频焊接枪头，同时，本发明电机一和电机二通过连杆与连接部连接，通过控制两个电机的转角，能够实现手腕关节单元的侧摆以及俯仰运动，同时，由于采用连杆传动的方式，结构具有较强的刚性，相对于传统串联式结构，减小了传动误差累计，有效克服了腱绳传动方式中仿生手臂初始位置的偏差问题。

[0008] 进一步的，还包括安装盒，所述安装盒设在所述枪头座上，所述测距传感器设在所述安装盒内。

[0009] 进一步的，所述高频焊枪铜圈的主视图构造成L字形，其中，所述高频焊枪铜圈的竖直肢位于所述枪头座内，所述高频焊枪铜圈的水平肢位于所述枪头座外。

[0010] 进一步的，所述安装盒设在所述枪头座的上端且所述安装盒的高度大于所述枪头座的高度，所述测距传感器在所述安装盒内位于所述安装盒的上端。

[0011] 进一步的，所述连杆包括与电机匹配的摇臂、与连接部铰接的上连接杆、与摇臂铰接的下连接杆、连接上连接杆与下连接杆的拉杆。

[0012] 进一步的，还包括下驱动支架，所述下驱动支架一端通过六角螺钉固定在摇臂上，另一端与下连接杆形成球铰链，所述上驱动支架一端固定在连接部上，另一端与上驱动支架形成球铰链。所述传动单元包括摇臂、上连接杆、下连接杆、拉杆、上驱动支架、下驱动支架；所述上连接杆与下驱动支架通过所述拉杆连接；所述下驱动支架一端通过六角螺钉固定在所述摇臂上，另一端与下连接杆形成球铰链；所述上驱动支架一端固定在所述连接部，另一端与上驱动支架形成球铰链；所述传动单元将所述动力单元的所述驱动力传送至所述手腕关节单元。

[0013] 进一步的，所述手腕关节单元包括上从动支架和下从动支架；所述下从动支架与连接臂通过滚动轴承连接；所述上从动支架与下从动支架通过螺钉活动连接；所述上从动支架与连接部通过滚动轴承连接。所述手腕关节单元包括上从动支架和下从动支架；所述下从动支架与连接臂通过滚动轴承连接；所述上从动支架与下从动支架通过螺钉活动连接；所述上从动支架与连接部通过滚动轴承连接。

[0014] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

[0015] 1.本发明一种仿生学焊接机器人，将焊接机器人与仿生学机器人相结合，使焊接机器人在特定的领域能够完成对手工焊接的替代，使焊接精度更高；

[0016] 2.本发明一种仿生学焊接机器人，本方案中的仿生学手臂相对于传统串联式结构，减小了传动误差累计，有效克服了手腕初始位置的偏差问题。附图说明

[0017] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

[0018] 图1是本发明的装置结构示意图；

[0019] 图2是本发明的装置结构示意图；

[0020] 图3是本发明的焊接枪头结构示意图。

[0021] 图中，1-连接部，2-上驱动支架一，3-上连接杆一，4-第一拉杆，5-下从动支架，6-下连接杆一，7-下驱动支架一，8-摇臂一，9-电机一，10-连接臂，11-电机二，12-摇臂二，13- 下驱动支架二，14-下连接杆二，15-第二拉杆，16-上连接杆二，17-上驱动支架二，18-上从动支架，19-焊接枪头，20-枪头座，21-高频焊枪铜圈，22-测距传感器，23-安装盒。

具体实施方式

[0022] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

[0023] 下面结合图1至图3对本发明作详细说明。

[0024] 实施例1

[0025] 如图1、2所示，一种仿生学焊接机器人，包括焊接枪头19和通过手腕关节单元连接的连接部1和连接臂10，其特征在于：所述焊接枪头19包括枪头座20、高频焊枪铜圈21、测距传感器22和控制器，所述高频焊枪铜圈21设在所述枪头座20上，且所述高频焊枪铜圈21的下端向下伸出所述枪头座20的下端面；所述测距传感器22设在所述枪头座20上，用于测量所述高频焊枪铜圈21的下端面与焊接工作面的间距；所述控制器分别与所述高频焊枪铜圈21与测距传感器22相连；还包括对称设置在连接臂10上的电机一9和电机二11，所述电机一
9和电机二11分别通过连杆与连接部1连接。将高频焊接头与仿生机器人进行结合，由于仿生焊接机器人大多用于高科技领域的特种焊接，因此，使用普通的焊接枪头无法满足实际生产生活中对仿生焊接机器人的需求，因此，采用上述方案的高频焊接枪头 19，同时，本发明电机一9和电机二11通过连杆与连接部1连接，通过控制两个电机的转角，能够实现手腕关节单元的侧摆以及俯仰运动，同时，由于采用连杆传动的方式，结构具有较强的刚性，相对于传统串联式结构，减小了传动误差累计，有效克服了腱绳传动方式中仿生手臂初始位置的偏差问题。

[0026] 实施例2

[0027] 如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，进一步的，包括安装盒23，所述安装盒23设在枪头座20上，所述测距传感器22设在安装盒23内。所述高频焊枪铜圈21的主视图构造成L字形，高频焊枪铜圈21的竖直肢位于枪头座20内，高频焊枪铜圈21的水平肢位于枪头座20外。所述安装盒23设在枪头座20的上端且安装盒23的高度大于枪头座20的高度，所述测距传感器22在安装盒23内位于安装盒23的上端。

[0028] 实施例3

[0029] 本实施例与实施例1的区别在于，进一步的，还包括下驱动支架，所述下驱动支架一端通过六角螺钉固定在摇臂上，另一端与下连接杆形成球铰链。

[0030] 所述上驱动支架一端固定在连接部1上，另一端与上驱动支架形成球铰链。

[0031] 所述传动单元包括摇臂、上连接杆、下连接杆、拉杆、上驱动支架、下驱动支架；所述上连接杆与下驱动支架通过所述拉杆连接；所述下驱动支架一端通过六角螺钉固定在所述摇臂上，另一端与下连接杆形成球铰链；所述上驱动支架一端固定在所述连接部，另一端与上驱动支架形成球铰链；所述传动单元将所述动力单元的所述驱动力传送至所述手腕关节单元。

[0032] 所述手腕关节单元包括上从动支架、下从动支架、上驱动支架和连接部；所述下从动支架与所述手臂连接平台通过滚动轴承连接；所述上从动支架与下从动支架通过滚动轴承连接；所述手腕关节单元用于完成连接部1的限位和运动。

[0033] 所述手腕关节单元包括上从动支架18和下从动支架5；所述下从动支架与连接臂10通过滚动轴承连接；所述上从动支架18与下从动支架5通过螺钉活动连接；所述上从动支架 18与连接部1通过滚动轴承连接。

[0034] 实施例3

[0035] 本实施例为一种优选的仿生机器人方案，本发明的仿人手腕机械装置包括动力单元、传动单元、手腕关节及手臂连接平台。所述机械手腕结构装置大致为左右对称结构。所述动力单元包括电机一9、电机一11。电机一9和电机一11均为双向电机，固定在连接臂10 上；所述传动单元包括下驱动支架一7、下驱动支架二13、上驱动支架一2、上驱动支架二 17、摇臂一8、摇臂二12、上连接杆一3、上连接杆二16、下连接杆一6、下连接杆二14、第一拉杆4、第二拉杆15；所述上连接杆一3与下驱动支架一7通过所述第一拉杆4连接；上连接杆二
16与下驱动支架二13通过所述第二拉杆15连接；所述下驱动支架一7一端通过六角螺钉固定在所述摇臂一8上，另一端与下连接杆一6形成球铰链；所述上驱动支架一2一端固定在所述连接部1上，另一端与上连接杆一3形成球铰链；所述下驱动支架二 13一端通过六角螺钉固定在所述摇臂二12上，另一端与下连接杆二14形成球铰链；所述上驱动支架二17一端固定在所述连接部1上，另一端与上连接杆二16形成球铰链；所述手腕关节单元包括上从动支架18和下从动支架5；所述下从动支架5与所述连接臂10通过滚动轴承连接；所述上从动支架18与下从动支架5通过螺钉连接；所述上从动支架18与连接部1通过滚动轴承连接。

[0036] 以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

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