[实用新型]一种平台焊接机器人空间行走机构

说明书

技术领域

本实用新型属于机械设备制造技术领域，特别涉及到一种平台焊接机器人空间行走机构。

背景技术

焊接机器人能够稳定和提高焊接质量及劳动生产率，改善工人劳动强度，可在有害环境下工作，因此在各行各业已得到了广泛的应用。焊接机器人必须安装在空间行走机构上，以将焊接机器人送到不同的空间位置，扩大焊接机器手的作业范围，并使焊接机器手的作业更具有灵活性。传统行走空间机构主要采用三轴移动平台，即在X、Y、Z三个轴的方向分别安装一个动力系统，用滚珠丝杆或者齿轮齿条等方式驱动X、Y、Z三个方向的运动，使焊接机器手能够在一定的活动半径内定位于任何一个空间坐标点。其特点为：三个空间坐标方向均为直线移动，其定位原理符合笛卡尔直角坐标系(x，y，z)；三个动力系统分别驱动三个方向上的运动，计算机需要同时控制三个动力系统的运动；三个方向上的运动滑台组成整个系统，结构较复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种结构简单、控制方便的平台焊接机器人空间行走机构。

本实用新型的平台焊接机器人空间行走机构包括用于固定机器手及焊枪的滑块、水平导轨及在驱动机构作用下可沿水平导轨移动的支架，所述支架上安装有圆弧形轨道，所述圆弧形轨道所在平面垂直于水平导轨；所述圆弧形轨道及滑块设置有互相配合的齿轮，所述滑块内设置有用于驱动滑块所设齿轮的动力系统及用于检测滑块位置的位置传感器。

如图1所示，本方案以柱面坐标系进行定位，区别于传统的三轴直线移动行走机构。具体来说，支架放置在水平导轨上，作为Z轴的移动；与水平面垂直的平面内设置圆弧形轨道，作为X，Y平面的极坐标；由此可用(r，θ，z)三个参数确定空间里的一点坐标。计算机只需控制行走系统的两个参数，即滑块在圆弧形导轨上的角度θ和水平导轨的坐标Z(r为固定值，即圆弧形轨道的半径)，控制起来更加简单、方便；移动平台相比传统的直角坐标行走系统减少了一个，只有一个圆弧导轨和一个水平直线移动导轨，降低了对机器手的性能要求，只需采用2轴的机器手即可满足工作要求，从而节省了成本。

在使用时，将放置工件的工作台安装在圆弧形轨道与支架所围成的空间内，移动支架即可改变机器手的Z向位置，移动滑块即可改变机器手的XY平面内的极坐标位置(即X向及Y向位置)，从而将机器手送到不同的空间位置，完成多角度的焊接。

上述动力系统可以采用伺服电机及传动装置构成，上述位置传感器可以采用设置于伺服电机里面的旋转编码器构成。

进一步地，所述圆弧形轨道为优弧结构，这样至少可以保证机器手可以扫描工作台平面上方180°的范围。

进一步地，所述圆弧形轨道的外圆面设置有第一齿轮，所述滑块的侧面设置有与第一齿轮配合的第二齿轮，这样滑块的第二齿轮压在第一齿轮上，在滑块自身的重量下可以使得滑块的第二齿轮与圆弧形轨道的第一齿轮紧密接触。

进一步地，所述滑块设置圆弧形卡槽，滑块通过卡槽与圆弧形轨道活动卡接。这样可以进一步防止滑块脱离圆弧形轨道，使工作更加可靠。

本实用新型的平台焊接机器人空间行走机构结构简单，控制灵活方便，可以有效降低成本。

附图说明

图1是柱面坐标系的原理图。

图2是本实用新型的平台焊接机器人空间行走机构的结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图2所示，本实施例的平台焊接机器人空间行走机构包括用于固定机器手7及焊枪的滑块1、水平导轨2及在驱动机构作用下可沿水平导轨2移动的支架3，支架3上安装有圆弧形轨道4，圆弧形轨道4所在平面垂直于水平导轨2；圆弧形轨道4的外圆面设置有第一齿轮，滑块1的侧面设置有与第一齿轮配合的第二齿轮5，滑块1内设置有用于驱动第二齿轮5的伺服电机及传动装置，伺服电机内设置有旋转编码器以用于检测滑块1的位置(图中未画出伺服电机及传动装置)。

圆弧形轨道4为优弧结构，这样至少可以保证机器手7可以扫描工作台6平面上方180°的范围。

在使用时，将放置工件8的工作台6安装在圆弧形轨道4与支架3所围成的空间内，沿水平导轨2移动支架3即可改变机器手7的Z向位置，移动滑块1即可改变机器手7的X向及Y向位置，从而将机器手7送到不同的空间位置，完成多角度的焊接。