用于喷漆作业的自由度机械手的制作方法

1.本实用新型涉及一种工业机械手，具体的说是一种用于喷漆作业的自由度机械手。


背景技术：

2.目前，公知的喷涂行业的机器就是六轴工业机械手和爬壁机器人。这类机器用于喷涂时存在以下问题：(1)六轴工业机械手体形笨重、操作范围有限，不适应加工大型产品；(2)爬壁机器人工作局限性大，对形状复杂的大型产品也无能为力。(3)喷头更换复杂，需要人工操作，费时费力。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、易于操作、灵活适应性好、可适用于大型或复杂形状产品喷涂加工的用于喷漆作业的自由度机械手。
4.技术方案包括装有第一电机的基座，所述第一电机的输出端连接底盘，所述底盘上设有固定轴，所述固定轴经传动机构连接机械手腕，所述固定轴包括设有第二电机和第三电机的第一固定轴、和第二固定轴，所述传动机构包括与第二电机连接的第一连杆机构、与第三电机连接的第二连杆机构和与第二固定轴铰接的第三连杆机构，其中，所述第一连杆机构包括依次铰接的机械大臂、三角附杆、短附杆和长附杆，所述长附杆的后端与机械手腕的支架上端铰接，其中所述机械大臂与三角附杆的第一铰接点设有第四电机；所述第二连杆机构包括依次铰接的尾杆、前附杆以及机械小臂，所述机械小臂的前端与所述前附杆铰接，中段与机械大臂和三角附杆铰接，后端与机械手腕的支架下端铰接；所述第三连杆机构包括后段设有滑槽的滑动杆，所述三角附杆的第三个铰接点位于所述滑槽中。
5.所述三角附杆与短附杆的铰接点设有第五电机。
6.所述机械手腕包括支架、安装在支架底部的伸缩筒、位于伸缩筒内的伸缩喷管以及与伸缩喷管前端插接的喷头；所述伸缩喷管经前连杆和后连杆与支架铰接，所述后连杆与支架的铰接点设有第六电机。
7.所述喷头为转动式喷头，包括沿中心环圆周方向均匀布置的奇数个子喷头，每个子喷头入口的对侧中心环上设有供伸缩喷管插入的插口，所述中心环还连接有驱动中心环转动的第七电机。
8.所述基座底部设有滚轮。
9.有益效果：
10.1)采用第三连杆机构配合多个电机，能实现机械手的上下、前后移动以及转动，加工范围大、灵活性好，适用于各种大型产品的喷涂加工；通过增设的三角附杆、短附杆和长附杆配合电机可进一步增加机械大臂转动角度，保证机械手腕的最大转矩，同时解决机械手腕卡死的问题，进一步提高灵活适应性。
11.2)通过在滑动杆前段增设滑槽，可进一步增大机械手腕的行程，增大喷涂范围，并
且还可以起到保险作用，若第五电机失效时，也可以通过控制第四电机转动机械大臂起到调整机械手腕位置的作用。
12.3)对传统机械手腕的结构进行了改进，转动式喷头配合可实现伸缩功能的伸缩喷管，利用第七电机控制喷头的转向，使伸缩喷管能够在不同插入角度下对应插入不同的喷头中，实现在线更换喷头的目的。
13.4)本实用新型结构简单、易于操作、灵活适应性好、可适用于大型或复杂形状产品喷涂加工。
附图说明
14.图1为本实用新型结构示意图。
15.图2为本实用新型外观示意图。
16.图3为本实用新型俯视图。
17.图4为滑动杆的结构示意图。
18.图5为转动式喷头的结构示意图。
19.图6为伸缩喷管的结构示意图。
20.其中，1
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基座、2
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底盘、3
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机械大臂、4
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机械小臂、5
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滑动杆、5.1
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滑槽、6
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三角附杆、7
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支架、8
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伸缩喷管、9
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伸缩筒、10
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喷头、10.1
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子喷头、10.2
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中心环、10.3
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插口、11
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滚轮、12
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第一电机、13
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第二电机、14
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第四电机、15
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第七电机、16
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第六电机、17
‑
尾杆、18
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前附杆、19
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长附杆、20
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第二固定轴、21
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短附杆、22
‑
第五电机、23
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第三电机、24
‑
第一固定轴、25
‑
前连杆、26
‑
后连杆。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明：
22.参见图1、图2及图3，基座1底部设有滚轮11，基座1上设有第一电机12，所述第一电机12的输出端连接底盘2，可驱动底盘2转动；所述底盘2上设有第一固定轴24和第二固定轴20，所述第一固定轴24上分别设有第二电机13和第三电机23。
23.传动机构包括第一连杆机构、第二连杆机构和第三连杆机构，所述第一连杆机构包括机械大臂3、三角附杆6、短附杆21和长附杆19。机械大臂3的前端套装在所述第一固定轴24上且与所述第二电机13连接，用于控制机械大臂3的转动，所述机械大臂3的后端与三角附杆6的第一个顶点铰接，且该铰接点(第一个铰接点)设有第四电机14，用于控制所述三角附杆6的转动，所述三角附杆6的第二个顶点与所述短附杆21的前端铰接，且该铰接点(第二个铰接点)设有第五电机22，所述短附杆21的后端与长附杆19前端铰接，所述长附杆19的后端与机械手腕的支架7上端铰接；
24.所述第二连杆机构包括依次铰接的尾杆17、前附杆18和机械小臂4，所述尾杆17的前端与所述第三电机23连接，所述第三电机23固定在第一固定轴24上，用于驱动尾杆17转动，所述机械小臂4的前端与所述前附杆18铰接，中段与机械大臂3和三角附杆6在第一个顶点处铰接，后端与机械手腕的支架7下端铰接；
25.所述第三连杆机构包括后段设有滑槽5.1的滑动杆5，所述滑动杆5的前端与所述第二固定轴20铰接，后端与三角附杆6的第三个顶点铰接，且该铰接点(第三个铰接点)位于
所述滑槽5.1中。
26.所述机械手腕包括支架7、安装在支架7底部的伸缩筒9、位于伸缩筒9内的伸缩喷管8以及与伸缩喷管8前端插接的喷头10；所述伸缩喷管8经前连杆25和后连杆26与支架7铰接，所述后连杆26与支架7的铰接点设有第六电机16，用于控制后连杆26的转动。
27.所述喷头10为转动式喷头，包括沿中心环10.2圆周方向均匀布置的奇数个子喷头10.1，每个子喷头10.1入口的对侧中心环10.2上设有供伸缩喷管8插入的插口10.3，所述中心环10.2还连接有驱动中心环10.2转动的第七电机15。
28.通过控制所述第一电机12可以控制底盘2以最终带动机械手以底盘2中心为圆心的转动；通过控制所述第二电机13可以控制机械大臂3转动可以实现机械手腕前后移动；通过控制所述第三电机23以控制转动尾杆17推动前附杆18，进而带动机械小臂4围绕三角附杆6的第一个顶点转动，最终实现机械手腕上下移动；通过控制第四电机14可控制三角附杆6以第一个顶点为圆心的转动，从而带动短附杆21前后移动，进而实现扩大机械手腕在水平方向的转距，同时控制第五电机22可带动短附杆21转动，以实现转动机械手腕，从而增加机械手腕的最大转矩；通过控制第六电机16以依次带动后连杆26和前连杆25，最终使伸缩喷管8在伸缩筒9中上下直线运动，以完成从插口10.3中插接和拔出的动作；通过控制第七电机15，以实现喷头10在一定角度的转动，使转动后伸缩喷管8能对应穿过相应位置的插口10.3插入对应的子喷头10.1中，完成喷涂涂料的输送。
29.上述动作过程中指出的电机为主要工作电机，实际工作过程中，为了完成相应或连续动作，其它电机也会配合工作，以保证喷涂工作的连续和可靠，各电机的动作配合可通过控制器或单片机控制完成，此为现有技术，不作详述。