[发明专利]一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人

权利要求书

1.一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，其特征在于：

包括依次连接的底部旋转机构（1）、连杆（2）、第一伸缩臂（3）、第二伸缩臂（4）和腕部机构（5）；

所述连杆（2）的下端通过第一回转关节（61）设置在底部旋转机构（1）上，实现连杆（2）多自由度旋转，连杆（2）的上端通过第二回转关节（62）和第一伸缩臂（3）一端连接，实现第一伸缩臂（3）的转动，第一伸缩臂（3）另一端通过第三回转关节（63）和第二伸缩臂（4）一端连接，实现第二伸缩臂（4）的转动；

所述腕部机构（5）包括壳箱和固定布置在壳箱内的指转机构（55）、手摆机构（53）和腕转机构（54）；所述壳箱包括腕部壳箱（51）和手部壳箱；

所述手摆机构（53）包括手摆电机（531）、第一手摆轴（532）、第二手摆轴（533）和手摆阶梯轴（534），手摆电机（531）的输出轴依次通过行星齿轮箱（535）和手摆联轴器连接着第一手摆轴（532），第一手摆轴（532）和第二手摆轴（533）通过第三锥齿轮组（536）相交传动，第二手摆轴（533）和手摆阶梯轴（534）通过第二同步链轮（537）平行传动，手摆阶梯轴（534）的输出端连接有第一谐波减速器（538），且第一谐波减速器（538）的输出端通过手摆转盘（539）和所述手部壳箱连接，实现手部壳箱的转动；

所述腕转机构（54）包括腕转电机（541）、第一腕转轴（542）和腕转阶梯轴（543），腕转电机（541）的输出轴通过腕转联轴器连接着第一腕转轴（542），第一腕转轴（542）和腕转阶梯轴（543）通过直系齿轮组平行传动，腕转阶梯轴（543）的输出端连接有第二谐波减速器（544），且第二谐波减速器（544）和腕部壳箱（51）对应固定，第二谐波减速器（544）的输出端连接着第二伸缩臂（4）的另一端，实现腕部壳箱（51）多自由度旋转；

所述指转机构（55）包括指转电机（551）、第一指转轴（552）、第二指转轴（553）、第三指转轴（554）和指转阶梯轴（555），指转电机（551）通过指转联轴器连接着第一指转轴（552），且第一指转轴（552）和第二指转轴（553）通过第一锥齿轮组（556）相交传动，第二指转轴（553）和第三指转轴（554）通过第一同步链轮（557）平行传动，第三指转轴（554）和指转阶梯轴（555）通过第二锥齿轮组（558）相交传动，指转阶梯轴（555）的输出端连接有第三谐波减速器（559），且第三谐波减速器（559）和手部壳箱固定，第三谐波减速器（559）的输出端可连接喷枪执行器，实现喷枪执行器多自由度旋转。

2.根据权利要求1所述一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，其特征在于：所述第一伸缩臂（3）和第二伸缩臂（4）的结构相同，均包括外筒杆（31）和内筒杆（32），外筒杆（31）和内筒杆（32）之间通过导轨副套装在一起，导轨副为双导轨滑块的直线滑动导轨副，双导轨之间设有滚珠丝杆螺母副；

所述滚珠丝杆螺母副中的螺母（33）通过滑块法兰（331）和内筒杆（32）端部固定连接；

所述滚珠丝杆螺母副中的丝杆（34）的一端部通过第一轴承座（341）固定安装，丝杆（34）的另一端部通过第二轴承座（35）固定安装，且第二轴承座（35）通过锁紧螺母（351）固定连接有外杆法兰盘（36），外杆法兰盘（36）和外筒杆（31）一端固定，外筒杆（31）另一端部的内侧均匀布设有3组滚针排；

所述滚珠丝杆螺母副中的丝杆（34）对应第二轴承座（35）的一端依次通过联轴器、减速器连接有电机（37），实现第一伸缩臂（3）和第二伸缩臂（4）的伸缩。

3.根据权利要求1所述一种面向狭窄腔体内表面涂装的冗余自由度机器人，其特征在于：所述底部旋转机构（1）包括带有内圆柱腔的底座（11）、底座电机（12）和交叉滚子轴承（13），且底座（11）的内圆柱面为阶梯面，阶梯面的台阶上水平布设有支撑法兰（14）；

所述底座电机（12）置于底座（11）内腔中，且底座电机（12）输出轴连接有底座减速器（15），底座减速器（15）固定在支撑法兰（14）上端，且底座减速器（15）的输出端固定安装有底座转盘（16），且底座转盘（16）通过交叉滚子轴承（13）水平安装在支撑法兰（14）上，实现底座转盘（16）的多自由度旋转。