焊接机械手结构设计【焊接机器人】【四自由度】

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同时,提供所需的比率,第二个链接轮和住房在末端的第二个链接必须是相对小的直径,即。、半固定滑轮的直径。这使得它很难连接电线,气动管,或其他细长组件扩展从第一到第二个邻近的链接通过一个空心孔出口处的第二个链接轮和住房。这样的电线,管道和其他细长的组件通常是部分的控制系统控制末端执行器。因此,它会期望创建一个机器人的手臂与足够的空间之间的连接链接,以便这些电线和管道可以通过中心的联合。机器人手臂的本发明解决问题提出更完整地描述上面和下面是。 总结的发明 根据本发明的一个体现,一个机器人臂包括第一和第二个环节,第一个环节有一个近端和远端和第二个链接有一个近端和远端。近结束了第一环节是连接到一个基地面积为旋转相对于第一枢轴。近端结束第二个链接是面积安装在末端的第一个链接,能够旋转大约第二枢轴,平行于第一枢轴。一个末端执行器是连接到远端面积的第二个链接,能够旋转大约三分之一枢轴,平行于第一和第二枢轴。一个固定的滑轮,圆周表面同心第一枢轴安装在近端结束的第一个链接。第二个链接是一个滑轮固定到第二个链接为旋转与第二连接第二枢轴。第二个链接轮有一个圆周表面同心的第二枢轴。提供住房和固定到第一个链接在其远端。住房有一个圆周表面同心的第二枢轴。一个末端执行器固定在滑轮是末端执行器的旋转大约第三枢轴和末端执行器轮有圆周表面同心同第三枢轴。第一皮带传动也提供和包括一个或多个带连接表面之间的周向固定滑轮和圆周表面的第二个链接滑轮,这样旋转的第一个链接相对于固定滑轮第一枢轴转动的第二个链接原因第二枢轴相对于第一个链接。第一个皮带传动是安排提供一个第一转动之间的比例的第一个链接相对于固定滑轮和旋转的第二个链接相对于固定滑轮。第二个皮带驱动器包括一个或多个连接的圆周表面之间的皮带的住房和圆周表面的末端执行器轮,旋转的第二个链接相对于第一个链接,关于第二枢轴轴,使末端执行器的旋转对第三个枢轴相对于第二个链接。第二个皮带传动是安排提供第二个比率第二个链接的旋转相对于第一个链接和旋转的末端执行器相对于第二个链接。一个或多个空转滑轮提供和安装是回转中的一种或两种链接。每个空转滑轮定义一个第一和第二圆周表面。至少一个皮带传动包括一个第一次带接洽第一圆周表面的一个惰轮和第二皮带从事第二圆周表面相同的惰轮。 最好是,第一个比率值为2,旋转的第一环节,通过一个角8导致第二个链接轮和第二个链接将通过一个角的-26就第一个链接。因此,如果第一个链接穿越450年的角,这将导致逆时针方向第二个链接轮和第二个链接将通过一个角的900在顺时针方向相对于第一个链接。 它也是首选,第二个比有价值的?在第二个环节,通过旋转一个角度0使末端执行器皮带轮和末端执行器将通过一个角为1 / z0就第二个链接。例如,如果第二个链接将通过一个角的90 度在顺时针方向,这将导致末端执行器皮带轮和末端执行器将通过一个角的450在逆时针方向相对于第二个链接。 因为一个或更多的皮带驱动器包括一个惰轮和两个腰带,滑轮和住房直径不需要选择如上所述在连接与先前技术皮带传动。例如,机器人臂包括一个第一导轮安装在第一个环节,第一个带第一皮带传动啮合第一圆周表面的惰轮和圆周表面的固定滑轮。第二个带第一皮带传动啮合第二圆周表面的第一导轮和圆周表面的第二个链接轮。 也最好,机器人臂有一个第二个导轮安装在第二个链接。第二个皮带传动合意地包括第一带扩展从圆周年代表面的住房第一圆周表面的第二个惰轮。第二个皮带传动合意地进一步包括一个第二带延伸至第二圆周表面的第二个导轮的末端执行器滑轮。最好是,比直径的第一圆周表面的第二个惰轮对直径的圆周表面的第二第二导轮超过1:1的,例如2:1。这个比率超过1:1在第二个惰轮允许一个相对较小的末端执行器轮在一个较小的住房,或两者,会提供比在没有第二个惰轮。最好是,机器人手臂进一步包括细长元件和第二个链接轮和住房包括一个内部孔。瘦长的组件有魅力地扩展从第一个链接通过孔,进入第二个环节。这些细长的组件可能包括电线、光纤或气动或液压软管所需操作机器人手臂。最后效应器滑轮也可能包括一个内部孔,细长的组件可以扩展从第二个链接到末端执行器。 最好是,机器人手臂进一步包括一个基地和第一旋转运动致动器连接到基地的旋转对旋转第一个链接相对于固定滑轮第一枢轴,移动末端执行器径向如上所述。一个进一步的旋转运动执行机构可能提供旋转固定滑轮和第一个链接,整个手臂摆动对第一枢轴。 设计优选的描述 如图所示在图1,一个机器人臂10安装一基地11和有一个第一和一个第二个链接链接12 14。第一个链接有一个近端和远端16 18。同样的,第二个链接14有一个近端和远端结束20 22。第一个和第二个链接12和14是最好是中空的,可以由金属、塑料或其他合适的材料。第一个链接12安装基地12为旋转相对于基准的第一枢轴28第一联合24在近端16的第一个链接12。一个固定的滑轮26也安装的第一旋转枢轴28日在第一联合24。固定滑轮26包括一个圆周表面30(图3),中心与第一枢轴28。也扩展从第一联合24是一个轴固定到第一个滑轮32和33驱动皮带轮固定到第一个链接12。驱动皮带轮33是连接到第一个旋转运动执行机构35所以第一传动装置可以驱动旋转的第一个环节,对轴28。轴32是连接到一个第二致动器37可以驱动固定滑轮24在旋转的轴的旋转,与此同时28第一环12或持有驱动皮带轮固定反对这样的旋转。第一个执行机构可以包括任何常规旋转执行机构,例如一个步进电机,一种传统的电动机,或喜欢。第二致动器可能包括类似的组件,或可能包括一个第一制动器连接固定滑轮24至臂12为旋转和第二制动贵重持有固定皮带轮在固定位置相对于住房。第一和第二致动器是由传统的指挥控制系统(没有显示)。 第一个和第二个链接链接12 14连接在第二个接头面积34。第一个和第二个链接12和14能够旋转与尊重对方第二枢轴36,平行于第一枢轴28。一个第二个链接轮38是安装在第二个接头34和有一个圆周表面40,中心与第二枢轴36。第二个链接的滑轮38是固定的第二个链接14。还提供了一个住房42在第二个接头34和固定到第一个链接12。住房42也有一个圆周表面44,中心与第二枢轴36。 第三个接头46提供了远端22的第二个链接14。一个末端执行器是安装在滑轮48第三联合46和能够旋转大约三分之一枢轴50。最终效应有一个圆周表面轮48 52同心同第三枢轴50。一个末端执行器54附加到末端执行器轮48和能够旋转大约第三枢轴50。最后效应器54可能包括手指或其他装置对持有一个工件需要移动。 第一导轮56所安装的第一个链接12之间的固定滑轮26和第二个链接轮38。第一导轮56有第一圆周表面58和第二圆周表面60。第二个惰轮62安装第二个链接14和有一个第一圆周表面64和第二圆周表面66。第一和第二空转滑轮56和62年68年和69年的旋转轴线平行的第一、第二和第三支点轴28,36岁和50。 第一皮带传动71在第一个链接12包括一个第一次带70参与圆周表面的固定滑轮30和第一圆周表面的第一导轮58,第二带72扩展从第二圆周表面66第一导轮62到圆周表面40第二联系滑轮。第二个皮带传动75在第二环节包括第一次带14 74扩展从圆周表面44的住房42第一圆周表面64的第二个惰轮62。第二个带76扩展从第二圆周表面66的第二个惰轮62到圆周表面52的末端执行器轮48。第一和第二皮带74和76的第二个惰轮62形成第二皮带传动75的第二个链接。这个腰带70、72、74和76是最好带拥有就算牙齿的类型通常被称为“同步皮带”,并举行紧对滑轮。滑轮有交配的牙齿在圆周表面。它应该受到那些熟练的艺术,腰带可以常规摩擦传动皮带,三角带或链和将会选中相应的滑轮。 在操作,将末端执行器径向,第一次执行机构35导致第一个链接12旋转第一枢轴28虽然第二致动器37固定滑轮26对旋转。因为固定滑轮26是固定就第一个链接12,旋转的第一个链接12的结果在第一导轮56旋转相反的方向作为第一个链接12。最好见图3,如果例如第一个链接是顺时针方向转动的柜台,第一导轮56将沿着顺时针方向旋转就第一个链接导致第二个带72的第一个带驱动移动。第二个带72第一导轮56订婚的第二个链接轮38,固定在第二个链接14。运动的带72的顺时针运动造成第二联系皮带轮38因此第二个链接14旋转第二枢轴36在顺时针方向相对于第一个链接12。运动的量的第二个链接相对于第一个链接取决于总体比率提供了第一个皮带传动71在第一个链接。这反过来取决于直径的比值的固定滑轮26和第二个链接轮38以及直径的比值,第一圆周表面58和第二圆周表面60第一导轮56。显示在特定的化身,固定滑轮的直径26倍直径的第二个链接轮38。因此,而第一和第二圆周表面58和60第一导轮56有相同的直径,一个450旋转的第一个链接12在柜台顺时针方向将导致900旋转的第二个链接14在顺时针方向相对于第一个链接12。 因为住房42是固定在第一个链接12,第二个链接14旋转有关第一个链接12造成第一个带74的第二皮带传动75移动相对于第二个链接14。例如,如果第二个链接在顺时针方向旋转,第一个带74的第二个惰轮62将,将第二个惰轮62在柜台顺时针方向相对于第二个链接。这个举动第二带76,从事第二圆周表面66的第二个惰轮62年,在反时针方向。作为第二个带76的第二皮带传动75是从事与末端执行器轮48,运动的第二带76的结果最终也转向效应器54逆时针方向相对于第二个链接14。 作为最好的显示在图3,大量的运动结束安装工54相对于第二个链接14取决于直径的圆周表面44的住房42,直径之比第一和第二圆周表面64和66的第二个惰轮62和直径的圆周表面52的末端执行器轮48。特别说明的化身,直径的比值之间的圆周表面44的住房42和64年第一圆周表面的第二个惰轮62是1:1。因此,第二个链接把900的顺时针方向的结果在第二个导轮旋转900在柜台顺时针方向。 直径的第二周向表面66第二个惰轮是1 / z直径的圆周表面64年第一。一个900的旋转第一圆周表面64将导致900旋转第二圆周表面66但是线性运动的皮带76只1 / z线性运动的皮带74。进一步,该比率的直径,第二圆周表面66的第二个惰轮62年到直径的圆周表面52的末端执行器轮48是1 /咱。因此,如果第二个导轮旋转62到900年,最终只会旋转450效应器滑轮。因为最终的效应器54生硬地附加到末端执行器轮48,末端执行器还旋转450。这种安排将900顺时针运动的第二个链接14相对第一个链接成一个450逆时针方向运动的末端执行器54。 通过2之间的比例固定滑轮26和第二个链接轮38和1 / z之间的比例和末端执行器住房42轮48保持方向的末端执行器在整个旋转运动的54个第一和第二个链接12和14。换句话说,末端执行器54就保持其取向基本会在第一和第二个链接是旋转。例如,如果第一个链接12移动450逆时针方向,第二个链接将900在顺时针方向而末端执行器在柜台54 450旋转顺时针方向。 最终效应同样走向或远离第一联合24和基地11。 进一步利用这个安排是,住房可以与42相对较大的直径比末端执行器轮48。这是由于第二个惰轮62创建1 / z比第二圆周表面之间的66和末端执行器轮48。建立1 / z比没有第二个惰轮需要,末端执行器的直径滑轮48两倍直径的圆周表面44的住房。正如上面提到的,它需要一个相对较小的端效应皮带轮48。一个相对大的末端执行器轮48会产生增加手臂的转动惯性,使精确控制臂10更加困难。而且,相对大直径的住房42提供额外的空间在中心的住房和第二个链接轮38一孔78可以提供。78年孔允许电线,纤维光学,气动或液压软管或其他细长元件90通过从第一个链接12到第二个链接沿着室内的14个机器人臂10。在这些组件90传递的内部链接12和14改善机械臂的外观10和消除那些细长的组件的可能性成为住了什么东西或干扰机器人手臂的运动。一个额外的孔80中提供了该中心的末端执行器轮48。这个孔80可用于传输细长元件90从第二个链接14到最后效应器54。 在进一步的操作模式,第一和第二致动器35和37经营摆动第一个链接12和固定滑轮24关于第一枢轴28日在相同的旋转速度。这有悖于整个搂着第一枢轴,没有移动末端执行器径向。这个两种模式的操作可以组合。因此,执行器可以把固定滑轮和第一个链接同时在不同的速度。 1。一个机器人臂组成的基础: 第一个链接和第二个链接。说第一个链接有一个近端和远端,。第二环节有一个近端和远端。说近端结束第一环面积表示被连接到基地相对另外约一个第一转动枢轴,。说近端第二环节被安装到远端面积表示的说第一个链接为旋转相对另外关于第二枢轴线平行于第一枢轴说。一个末端执行器连接到远端面积的第二环节旋转相对另外三分之一枢轴线平行于第一和第二枢轴表示。一个固定的滑轮可旋转的安装到说基于说第一枢轴定义一个圆周表面同心与说第一枢轴;第二个链接轮固定在第二环节对第二旋转贵重枢轴,说第二个链接轮有一个圆周表面同心与第二枢轴。一个住房固定说第一个链接定义一个圆周表面同心与第二枢轴;结束效应器滑轮固定说末端执行器的旋转之约说第三枢轴。说末端执行器有一个圆周表面同心轮与说第三枢轴。第一次带驱动器包括一个或多个带连接的表面之间说周向固定滑轮和表示说第二个链接滑轮,这样在旋转的第一个链接,说回转的说固定滑轮约说第一枢轴,说第二个链接将旋转第二枢轴相对说第一个链接,说第一个皮带传动被安排提供一第一比率表示第一个链接的旋转相对于固定滑轮和旋转的说第二环节相对于说固定滑轮;第二皮带驱动器包括一个或多个带连接的表面之间说圆周说住房和说,在末端执行器轮旋转第二环节相对于第一个链接说关于第二枢轴,说末端执行器将旋转说第三枢轴相对于第二环节,说第二皮带传动被安排提供第二个比率的旋转第二环节相对于说第一个链接和末端执行器的旋转表示相对于第二联系;一个或多个空转滑轮rotatably安装到一个或两个链接,每个表示说空转滑轮定义第一和第二圆周表面,至少一个包括一个第一次说皮带传动皮带从事第一圆周表面的一个惰轮和第二皮带从事第二圆周表面相同的惰轮。 2。一个机器人手臂,图形在图示1其中说第一比是2,第一环的旋转角度说通过8原因说第二个链接轮和第二环节将通过角-26就说第一个链接。 3。一个机器人手臂,图形在图示1,其中表示第二比例是?/ z,第二环节,通过旋转角8原因说滑轮,末端效应器表示将通过角吗?/ z6就说第二个链接。 4。一个机器人手臂,图形在图示1,其中说,第一和第二圆周表面导轮有不同直径表示 5。一个机器人手臂的图示1,其中表示一个或多个空转滑轮包括第一驱动导轮安装在说第一个链接,说第一个皮带传动包括说第一驱动惰轮。 6。一个机器人手臂,图形在图示5,所述第一皮带传动皮带延伸至包括第一表面说周向固定滑轮来表示说第一圆周表面的说第一导轮。 7。一个机器人手臂,图形在图示6,所述第一皮带传动由第二个带延伸至第二周向表面的说第一导轮来表示第二环节滑轮。 8。一个机器臂作为图形在图示7,所述第一和第二圆周表面说第一导轮有1:1直径比。 9。一个机器人手臂,图形在图示1,其中表示一个或多个空转滑轮包括一第二驱动导轮安装在第二环节。 10。一个机器人手臂,图形在图示9,所述第二皮带传动皮带延伸至包括第一表面说圆周说住房说第一圆周表面的说第二驱动惰轮。 11。一个机器人手臂,图形在图示10,所述第二皮带传动进一步包括一个第二带延伸至第二周向表面的第二传动导轮来表示末端执行器滑轮。 12。一个机器人手臂,图形在图示会,其中率的大小表示第一圆周表面说的第二传动惰轮的直径在说第二圆周表面说的第二传动导轮超过1:1。 13。机器人的手臂图形在图示1,其中说,第一个链接,说第二个链接长度相等。 14。机器人的手臂图形在图示1,进一步包括细长的组件,所述第二连接轮包括一个内部孔那里说细长组件扩展从说第一链接到第二个链接说。 15。机器人的手臂图形在图示1,进一步包括细长的组件,所述末端执行器轮包括一个内部孔那里说细长组件扩展从第二末端执行器链接说。 16。机器人的手臂图形在图示1,进一步包括一个第一传动装置连接到基地,旋转旋转旋转说司机说第一个链接关于说第一枢轴。