升降電機驅動式焊接機械臂的製作方法

2023-06-11 07:11:16

本發明涉及焊接技術領域。更具體地說，本發明涉及一種升降電機驅動式焊接機械臂。

背景技術：

在機架流水線加工過程中，通常需要對所加工的機架進行焊接，在焊接過程中焊接機械臂設置於流水線的兩側，以便對流水線上的機架進行焊接。焊接機械臂有機械式和液壓式兩種類型，目前焊接機械臂大多數是液壓驅動，由於液壓驅動採用液壓油作為傳遞動力的介質，存在以下問題：起動性較差，容易因為內部元件磨損後產生洩漏，而且洩漏的液壓油會汙染環境，液壓油受溫度影響較大，總效率較低，有時有噪音和振動。液壓元件加工精度要求高，裝配要求嚴格，製造較為困難，使用中維修保養要求技術較高，難度較大。機械師焊接機械臂利用機械傳動件實現焊接動作，具有堅固耐用等優點，但傳統的單自由度機械式焊接機械臂不能夠完成複雜的動作，應用範圍十分有限。

技術實現要素：

本發明的一個目的是解決至少上述問題，並提供至少後面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種升降電機驅動式焊接機械臂，其能夠通過搖臂設計，實現水平方向和豎直方向的擺動，通過升降電機設計，為水平轉動和豎直轉動選擇性提供動力，通過第一搖杆操縱轉動杆旋轉，實現工作檯高度的微調，可以對多工位的機架進行焊接，具有焊接效率高、製造成本低、焊接工位靈活的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種升降電機驅動式焊接機械臂，包括：

立柱，其沿豎直方向固定在地面上，所述立柱的一側設有基座，所述基座內部設有上轉動組件、動力機構、下轉動組件，所述上轉動組件包括豎直設置的第一轉動軸、以及固定套設在所述第一轉軸下端的第一錐形齒輪，所述下轉動組件包括豎直設置的固定軸、以及軸承連接在所述固定軸上端的第二錐形齒輪，所述動力機構包括升降電機、固定套設在所述升降電機的輸出軸上的第三錐形齒輪，所述升降電機的尾部沿高度方向滑動設置在所述基座的滑槽內，所述滑槽的高度設置為：當所述升降電機滑動至最高點時，所述第三錐形齒輪與所述第一錐形齒輪嚙合，當所述升降電機滑動至最低點時，所述第三錐形齒輪與所述第二錐形齒輪嚙合；

搖臂，其包括在同一豎直平面內設置的第一桿體、第二桿體、第三桿體以及第四桿體，所述第一桿體水平設置，其一端與所述第一轉動軸的上端固定連接，驅動所述第一桿體在水平面內轉動，所述第二桿體與所述第三桿體平行設置，所述第二桿體的中部、所述第三桿體的一端分別鉸接在所述第一桿體的另一端和中部，所述第二桿體、所述第三桿體的另一端分別鉸接在所述第四桿體的中部和一端，所述第二桿體、所述第三桿體與所述第一桿體、所述第四桿體形成的四邊形為平行四邊形，所述第四桿體水平設置；

牽引裝置，其包括拉索、定位筒、限位機構與鎖緊架，所述拉索的一端固定在所述第二桿體的一端，所述定位筒同軸固定套設在所述拉索的中部，所述拉索的另一端穿過所述限位機構，綁定在所述鎖緊架上，所述定位筒的下部外周設有外螺紋，所述限位機構包括殼體、上支撐架、下支撐架、旋轉螺母，所述殼體固定在所述基座的表面，所述上支撐架、所述下支撐架將所述旋轉螺母限制在一水平空間，所述旋轉螺母沿軸向設有第一螺孔，其設有可與所述定位筒的外螺紋螺接的內螺紋，所述旋轉螺母的外周設有可與所述第二錐形齒輪嚙合的齒，驅動所述旋轉螺母在所述水平空間內轉動；

固定板、轉動杆與匚形承接平臺，所述固定板水平設置，所述第四桿體的另一端固定在所述固定板上，所述固定板的中心處設有供所述轉動杆穿過的第一通孔、且與所述轉動杆軸承連接，所述固定板的上表面設有多個l形第一限位杆，所述轉動杆的外周設有多個l形第二限位杆，所述固定板的下表面還設有供所述第二限位杆滑動的環狀第一凹槽，所述轉動杆的上部還設有供所述第一限位杆滑動的環狀第二凹槽，所述轉動杆的中部設有外螺紋，所述承接平臺的上端面設有第二螺孔，所述轉動杆穿過所述承接平臺的上端面並螺接，所述轉動杆的下端套設有第四錐形齒輪，所述承接平臺的下端面設有定位機構，其包括支座、水平設置在所述支座上的第二轉動軸、固定在所述第二轉動軸一端的第五錐形齒輪、固定在所述第二轉軸另一端的第一搖杆，其中，所述第五錐形齒輪與所述第四錐形齒輪嚙合，所述承接平臺的下端面還設有固定座，所述固定座上裝有焊槍。

優選的是，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述上支撐架包括第一橫杆與多個第一豎杆，所述下支撐架包括第二橫杆與多個第二豎杆，所述第一豎杆的下端為球形端面，所述旋轉螺母的上端面設有供所述第一豎杆的下端滑動的弧形上滑道、下端面設有供所述第二豎杆的上端滑動的弧形下滑道。

優選的是，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述第二桿體中部的鉸接點至一端的距離大於至另一端的距離。

優選的是，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述基座上還設有導向滑輪，其設置在所述搖臂所在平面、且位於所述第一桿體上方，所述拉索上端未設有定位筒的部分逆時針纏繞所述導向滑輪一圈後豎直向下。

優選的是，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述鎖緊架包括設置在所述搖臂所在平面的轉盤、設置在所述轉盤的外側面第二搖杆，所述拉索的自由端固定在所述轉盤的軸上，所述拉索纏繞於所述轉盤的軸。

優選的是，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述轉盤的軸與旋轉電機連接。

優選的是，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述基座上設有水平支撐所述第一桿體的託架，所述託架上設有滾輪，所述滾輪的軸與所述第一桿體平行。

本發明至少包括以下有益效果：

第一、本發明在基座內設置上轉動組件、動力機構、下轉動組件，升降電機位於最高點時與上轉動組件配合，位於最低點時與下轉動組件配合，第一錐形齒輪轉動時，帶動第一轉動軸轉動，同時帶動第一桿體在水平方向擺動，第二錐形齒輪轉動時，帶動旋轉螺母轉動，旋轉螺母與定位筒形成絲槓與絲槓螺母副，旋轉螺母被限制在水平空間不能上下移動，定位筒在旋轉螺母的動力下升降，從而帶動拉索升降，實現第二桿體的升降，第二桿體與第三桿體平行且該段長度相等，確保第四桿體水平設置，且隨著第二桿體的升降實現固定板的升降；

第二、第一限位杆、第二限位杆形成支撐固定板的結構，確保固定板水平設置，卻不會受到轉動杆的轉動而實現擺動，工作人員通過操作第一搖杆，帶動第二轉軸轉動，從而帶動第五錐形齒輪轉動，第五錐形齒輪與第四錐形齒輪嚙合，帶動轉動杆的轉動，而由於轉動杆被第一限位杆、第二限位杆限制，不能上下移動，故承接平臺與轉動杆形成絲槓與絲槓螺母副，承接平臺在轉動杆的動力下升降，焊槍安裝在承接平臺的固定座上，便於工人焊接；

第三、第一橫杆、第一豎杆形成的結構以及第二橫杆、第二豎杆形成的結構確保旋轉螺母只旋轉不上下移動；第二桿體中部的鉸接點至一端的距離大於至另一端的距離形成省力槓桿，節約能耗；導向滑輪的設置確保拉索豎直狀態，為定位筒與旋轉螺母的螺接形成穩固基礎；

第四、工作人員通過轉動第二搖杆將拉索纏繞轉盤的軸上，當需要固定拉索的時候，將轉盤通過類似插銷的方式固定在某個位置；轉盤的軸與旋轉電機的輸出軸固定連接，通過電力的方式，減少了人力勞動，提高勞動效率；託架支撐第一桿體，分擔基座的承壓力，滾輪隨著第一桿體的水平擺動而轉動，減小摩擦阻力。

本發明的其它優點、目標和特徵將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明圖1中a的局部放大圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「設置」應做廣義理解，例如，可以是固定相連、設置，也可以是可拆卸連接、設置，或一體地連接、設置。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。術語「橫向」、「縱向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，並不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

如圖1～2所示，本發明提供一種升降電機驅動式焊接機械臂，包括：

立柱1，其沿豎直方向固定在地面上，所述立柱1的一側設有基座11，所述基座11內部設有上轉動組件、動力機構、下轉動組件，所述上轉動組件包括豎直設置的第一轉動軸111、以及固定套設在所述第一轉軸下端的第一錐形齒輪112，所述下轉動組件包括豎直設置的固定軸113、以及軸承連接在所述固定軸113上端的第二錐形齒輪114，所述動力機構包括升降電機115、固定套設在所述升降電機115的輸出軸上的第三錐形齒輪116，所述升降電機115的尾部沿高度方向滑動設置在所述基座11的滑槽117內，所述滑槽117的高度設置為：當所述升降電機115滑動至最高點時，所述第三錐形齒輪116與所述第一錐形齒輪112嚙合，當所述升降電機115滑動至最低點時，所述第三錐形齒輪116與所述第二錐形齒輪114嚙合；

搖臂，其包括在同一豎直平面內設置的第一桿體21、第二桿體22、第三桿體23以及第四桿體24，所述第一桿體21水平設置，其一端與所述第一轉動軸111的上端固定連接，驅動所述第一桿體21在水平面內轉動，所述第二桿體22與所述第三桿體23平行設置，所述第二桿體22的中部、所述第三桿體23的一端分別鉸接在所述第一桿體21的另一端和中部，所述第二桿體22、所述第三桿體23的另一端分別鉸接在所述第四桿體24的中部和一端，所述第二桿體22、所述第三桿體23與所述第一桿體21、所述第四桿體24形成的四邊形為平行四邊形，所述第四桿體24水平設置；

牽引裝置，其包括拉索31、定位筒32、限位機構與鎖緊架34，所述拉索31的一端固定在所述第二桿體22的一端，所述定位筒32同軸固定套設在所述拉索31的中部，所述拉索31的另一端穿過所述限位機構，綁定在所述鎖緊架34上，所述定位筒32的下部外周設有外螺紋，所述限位機構包括殼體331、上支撐架332、下支撐架333、旋轉螺母334，所述殼體331固定在所述基座11的表面，所述上支撐架332、所述下支撐架333將所述旋轉螺母334限制在一水平空間，所述旋轉螺母334沿軸向設有第一螺孔，其設有可與所述定位筒32的外螺紋螺接的內螺紋，所述旋轉螺母334的外周設有可與所述第二錐形齒輪114嚙合的齒，驅動所述旋轉螺母334在所述水平空間內轉動；

固定板41、轉動杆42與匚形承接平臺46，所述固定板41水平設置，所述第四桿體24的另一端固定在所述固定板41上，所述固定板41的中心處設有供所述轉動杆42穿過的第一通孔、且與所述轉動杆42軸承連接，所述固定板41的上表面設有多個l形第一限位杆411，所述轉動杆42的外周設有多個l形第二限位杆421，所述固定板41的下表面還設有供所述第二限位杆421滑動的環狀第一凹槽，所述轉動杆42的上部還設有供所述第一限位杆411滑動的環狀第二凹槽，所述轉動杆42的中部設有外螺紋，所述承接平臺46的上端面設有第二螺孔，所述轉動杆42穿過所述承接平臺46的上端面並螺接，所述轉動杆42的下端套設有第四錐形齒輪422，所述承接平臺46的下端面設有定位機構，其包括支座431、水平設置在所述支座431上的第二轉動軸432、固定在所述第二轉動軸432一端的第五錐形齒輪433、固定在所述第二轉軸另一端的第一搖杆434，其中，所述第五錐形齒輪433與所述第四錐形齒輪422嚙合，所述承接平臺46的下端面還設有固定座44，所述固定座44上裝有焊槍45。

在上述技術方案中，在基座11內設置上轉動組件、動力機構、下轉動組件，升降電機115位於最高點時與上轉動組件配合，位於最低點時與下轉動組件配合，第一錐形齒輪112轉動時，帶動第一轉動軸111轉動，同時帶動第一桿體21在水平方向擺動，第二錐形齒輪114轉動時，帶動旋轉螺母334轉動，旋轉螺母334與定位筒32形成絲槓與絲槓螺母副，旋轉螺母334被限制在水平空間不能上下移動，定位筒32在旋轉螺母334的動力下升降，從而帶動拉索31升降，實現第二桿體22的升降，第二桿體22與第三桿體23平行且該段長度相等，確保第四桿體24水平設置，且隨著第二桿體22的升降實現固定板41的升降。

第一限位杆411、第二限位杆421形成支撐固定板41的結構，確保固定板41水平設置，卻不會受到轉動杆42的轉動而實現擺動，工作人員通過操作第一搖杆434，帶動第二轉軸轉動，從而帶動第五錐形齒輪433轉動，第五錐形齒輪433與第四錐形齒輪422嚙合，帶動轉動杆42的轉動，而由於轉動杆42被第一限位杆411、第二限位杆421限制，不能上下移動，故承接平臺46與轉動杆42形成絲槓與絲槓螺母副，承接平臺46在轉動杆42的動力下升降，焊槍45安裝在承接平臺46的固定座44上，便於工人焊接。

在另一種技術方案中，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述上支撐架332包括第一橫杆與多個第一豎杆，所述下支撐架333包括第二橫杆與多個第二豎杆，所述第一豎杆的下端為球形端面，所述旋轉螺母334的上端面設有供所述第一豎杆的下端滑動的弧形上滑道、下端面設有供所述第二豎杆的上端滑動的弧形下滑道。第一橫杆、第一豎杆形成的結構以及第二橫杆、第二豎杆形成的結構確保旋轉螺母334隻旋轉不上下移動。

在另一種技術方案中，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述第二桿體22中部的鉸接點至一端的距離大於至另一端的距離，形成省力槓桿，節約能耗。

在另一種技術方案中，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述基座11上還設有導向滑輪118，其設置在所述搖臂所在平面、且位於所述第一桿體21上方，所述拉索31上端未設有定位筒32的部分逆時針纏繞所述導向滑輪118一圈後豎直向下。導向滑輪118的設置確保拉索31豎直狀態，為定位筒32與旋轉螺母334的螺接形成穩固基礎。

在另一種技術方案中，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述鎖緊架34包括設置在所述搖臂所在平面的轉盤、設置在所述轉盤的外側面第二搖杆，所述拉索31的自由端固定在所述轉盤的軸上，所述拉索31纏繞於所述轉盤的軸。工作人員通過轉動第二搖杆將拉索31纏繞轉盤的軸上，當需要固定拉索31的時候，將轉盤通過類似插銷的方式固定在某個位置。

在另一種技術方案中，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述轉盤的軸與旋轉電機連接。轉盤的軸與旋轉電機的輸出軸固定連接，通過電力的方式，減少了人力勞動，提高勞動效率。

在另一種技術方案中，所述的升降電機驅動式焊接機械臂，所述基座11上設有水平支撐所述第一桿體21的託架119，所述託架119上設有滾輪，所述滾輪的軸與所述第一桿體21平行。託架119支撐第一桿體21，分擔基座11的承壓力，滾輪隨著第一桿體21的水平擺動而轉動，減小摩擦阻力。

這裡說明的設備數量和處理規模是用來簡化本發明的說明的。對本發明的應用、修改和變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的。

儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。