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专利名称：一种耐低温焊接机器人

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410008792.0

专利申请（专利权）人：内蒙古北科交大机器人有限公司
权利人地址：内蒙古自治区包头市稀土开发区创业中心软件园大厦D102

专利发明（设计）人：李强,郭延春,孙程宇

专利摘要：本发明涉及焊接技术领域，公开了一种耐低温焊接机器人，包括底座、支撑机构和焊接机构；支撑机构，包括设置于底座中部的立板，立板的端部转动连接第一转轴，第一转轴固定连接偏转梁，所述偏转梁远离底座的一侧设置有卡槽，卡槽内部转动连接有第二转轴，第二转轴的中部固定连接转动套，转动套的中部滑动连接伸缩杆；焊接机构，包括与伸缩杆端部固定连接的悬挂架，悬挂架远离伸缩杆的一侧转动连接第三转轴，第三转轴远离伸缩杆的一侧设置有焊头，所述第三转轴上设置有调节伸出板朝向的朝向调节组件。本发明适用于一种耐低温焊接机器人，即便伸缩杆的角度发生变化焊头依然可以按照固定的角度对于板材进行焊接处理。

主权利要求：
1.一种耐低温焊接机器人，其特征在于，包括底座、支撑机构和焊接机构；
支撑机构，包括设置于底座中部的立板，立板的端部转动连接第一转轴，第一转轴固定连接偏转梁，所述偏转梁远离底座的一侧设置有卡槽，卡槽内部转动连接有第二转轴，第二转轴的中部固定连接转动套，转动套的中部滑动连接伸缩杆，转动套靠近底座中心的一侧设置有调节伸缩杆位置的伸缩驱动组件；
焊接机构，设置于伸缩杆远离底座中心的一端，包括与伸缩杆端部固定连接的悬挂架，悬挂架远离伸缩杆的一侧转动连接第三转轴，第三转轴远离伸缩杆的一侧固定连接伸出板，伸出板的端部设置有焊头，所述第三转轴上设置有调节伸出板朝向的朝向调节组件；
所述朝向调节组件包括与第三转轴的中部固定连接的限位盘，所述第三转轴的外侧转动连接有旋转框，旋转框的一侧螺纹连接有与限位盘配合的锁紧螺栓，旋转框的另一侧设置有配重块；
所述偏转梁的侧壁设置有第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴固定连接第一锥齿轮，第一锥齿轮啮合连接第二锥齿轮，第二锥齿轮固定连接第二转轴的端部；
所述伸缩驱动组件包括与转动套固定连接的第二安装架，第二安装架的侧壁设置有滑槽，滑槽滑动连接推板，推板的中部固定连接伸缩杆的端部；
所述第二安装架远离伸缩杆的一端转动连接有螺纹套，螺纹套螺纹连接第二丝杆的中部，第二丝杆的端部固定连接推板的中部；
所述第二安装架上设置有第三驱动电机，第三驱动电机的输出轴固定连接第三锥齿轮，第三锥齿轮啮合连接第四锥齿轮，第四锥齿轮固定连接螺纹套。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温焊接机器人，其特征在于，所述底座的一侧设置有调节偏转梁角度的俯仰调节组件。
3.根据权利要求2所述的一种耐低温焊接机器人，其特征在于，所述俯仰调节组件包括与底座固定连接的第一安装架，第一安装架转动连接第一丝杆，第一丝杆的中部螺纹连接螺纹块，螺纹块的侧面转动连接支撑杆的一端，支撑杆的另一端转动连接偏转梁，所述第一安装架的端部设置有第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴固定连接第一丝杆的端部。
4.根据权利要求1所述的一种耐低温焊接机器人，其特征在于，所述底座的四个拐角处设置有安装孔。 说明书 : 一种耐低温焊接机器人技术领域[0001] 本发明涉及焊接技术领域，具体是一种耐低温焊接机器人。背景技术[0002] 焊接机器人是从事焊接的工业机器人。工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。通常在一些重复化程度较高或者环境比较差的现场会采用焊接机器人。[0003] 在对于板材进行焊接的过程中，焊头需要保持与板材一定的角度才能得到很好的焊接效果，这导致采用焊接机器人时需要在焊接头的位置设置角度调节的机构，常采用电机带动转轴进行转动实现角度调节，但是在一些低温环境中，电机稳定性受限，因此需要对于现有的焊接机器人进行改进。发明内容[0004] 本发明提供一种耐低温焊接机器人，解决了上述背景技术中提出的问题。[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：[0006] 一种耐低温焊接机器人，包括底座、支撑机构和焊接机构；[0007] 支撑机构，包括设置于底座中部的立板，立板的端部转动连接第一转轴，第一转轴固定连接偏转梁，所述偏转梁远离底座的一侧设置有卡槽，卡槽内部转动连接有第二转轴，第二转轴的中部固定连接转动套，转动套的中部滑动连接伸缩杆，转动套靠近底座中心的一侧设置有调节伸缩杆位置的伸缩驱动组件；[0008] 焊接机构，设置于伸缩杆远离底座中心的一端，包括与伸缩杆端部固定连接的悬挂架，悬挂架远离伸缩杆的一侧转动连接第三转轴，第三转轴远离伸缩杆的一侧固定连接伸出板，伸出板的端部设置有焊头，所述第三转轴上设置有调节伸出板朝向的朝向调节组件。[0009] 作为本发明的一种优选技术方案，所述朝向调节组件包括与第三转轴的中部固定连接的限位盘，所述第三转轴的外侧转动连接有旋转框，旋转框的一侧螺纹连接有与限位盘配合的锁紧螺栓，旋转框的另一侧设置有配重块。[0010] 作为本发明的一种优选技术方案，所述底座的一侧设置有调节偏转梁角度的俯仰调节组件。[0011] 作为本发明的一种优选技术方案，所述俯仰调节组件包括与底座固定连接的第一安装架，第一安装架转动连接第一丝杆，第一丝杆的中部螺纹连接螺纹块，螺纹块的侧面转动连接支撑杆的一端，支撑杆的另一端转动连接偏转梁，所述第一安装架的端部设置有第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴固定连接第一丝杆的端部。[0012] 作为本发明的一种优选技术方案，所述偏转梁的侧壁设置有第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴固定连接第一锥齿轮，第一锥齿轮啮合连接第二锥齿轮，第二锥齿轮固定连接第二转轴的端部。[0013] 作为本发明的一种优选技术方案，所述伸缩驱动组件包括与转动套固定连接的第二安装架，第二安装架的侧壁设置有滑槽，滑槽滑动连接推板，推板的中部固定连接伸缩杆的端部。[0014] 作为本发明的一种优选技术方案，所述第二安装架远离伸缩杆的一端转动连接有螺纹套，螺纹套螺纹连接第二丝杆的中部，第二丝杆的端部固定连接推板的中部。[0015] 作为本发明的一种优选技术方案，所述第二安装架上设置有第三驱动电机，第三驱动电机的输出轴固定连接第三锥齿轮，第三锥齿轮啮合连接第四锥齿轮，第四锥齿轮固定连接螺纹套。[0016] 作为本发明的一种优选技术方案，所述底座的四个拐角处设置有安装孔。[0017] 本发明具有以下有益之处：[0018] 本发明适用于一种耐低温焊接机器人，通过设置可以调节角度的旋转框，使得即便伸缩杆的角度发生变化焊头依然可以按照固定的角度对于板材进行焊接处理，从而使得第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机可以远离焊头在温度正常的环境中进行工作，保证了整个焊接机器人的正常工作温度。附图说明[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0020] 图1为一种耐低温焊接机器人的结构示意图。[0021] 图2为一种耐低温焊接机器人的正视图。[0022] 图3为一种耐低温焊接机器人中支撑机构的结构示意图。[0023] 图4为一种耐低温焊接机器人中支撑机构的正视图。[0024] 图5为一种耐低温焊接机器人中第二丝杆与推板配合的结构示意图。[0025] 图6为一种耐低温焊接机器人中第二丝杆与螺纹套配合的结构示意图。[0026] 图7为一种耐低温焊接机器人中焊接机构的结构示意图。[0027] 图8为一种耐低温焊接机器人中焊接机构的俯视图。[0028] 图中：1、底座；2、安装孔；3、支撑机构；4、焊接机构；5、立板；6、第一转轴；7、偏转梁；8、第一安装架；9、第一丝杆；10、支撑杆；11、螺纹块；12、第一驱动电机；13、俯仰调节组件；14、卡槽；15、第二转轴；16、转动套；17、伸缩杆；18、伸缩驱动组件；19、第二锥齿轮；20、第二驱动电机；21、第一锥齿轮；22、第二安装架；23、滑槽；24、推板；25、第二丝杆；26、螺纹套；27、第三驱动电机；28、第三锥齿轮；29、第四锥齿轮；30、悬挂架；31、第三转轴；32、限位盘；33、伸出板；34、焊头；35、配重块；36、旋转框；37、锁紧螺栓；38、朝向调节组件。具体实施方式[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0030] 在一个实施例中，请参阅图1?图8，一种耐低温焊接机器人，包括底座1，在底座1的四个拐角处设置有安装孔2，通过安装孔2将底座1与相关的基座进行连接，使得整个机器人可以正常的进行使用，还包括支撑机构3和焊接机构4；[0031] 支撑机构3，包括竖直设置于底座1上表面前后两侧的立板5，立板5的上端转动连接前后朝向的第一转轴6的前后两端，在第一转轴6的中部固定连接偏转梁7的下端，偏转梁7的上端设置了卡槽14，卡槽14的顶部呈敞开状，并且卡槽14的上方转动连接有前后朝向的第二转轴15，第二转轴15的中部固定连接转动套16，转动套16的中部滑动连接有伸缩杆17，在转动套16的左侧设置有伸缩驱动组件18，伸缩驱动组件18可以调节伸缩杆17相对于转动套16的左右位置；[0032] 焊接机构4，设置于伸缩杆17的右端，包括与伸缩杆17右端固定连接的悬挂架30，悬挂架30呈L形结构，悬挂架30的短边固定连接伸缩杆17的端部，悬挂架30的长边转动连接第三转轴31，第三转轴31靠右的位置向右侧伸出了伸出板33，伸出板33的右端设置有焊头34，在第三转轴31上还设置有调节第三转轴31重心位置朝向调节组件38，朝向调节组件38通过调节第三转轴31的重心位置从而实现调节伸出板33朝向的效果。[0033] 在本实施例的一种情况中，所述朝向调节组件38包括与第三转轴31的中部固定连接的限位盘32，限位盘32与第三转轴31的轴心线共线位置，并且限位盘32设置于第三转轴31的中心位置，伸出板33与第三转轴31和限位盘32都是固定连接，伸出板33穿过限位盘32向右侧伸出，并且在第三转轴31的前后两侧转动连接旋转框36，旋转框36是一个U形结构，旋转框36的两侧支腿的中部与第三转轴31进行转动连接，在旋转框36顶部的横板上螺纹连接有锁紧螺栓37，锁紧螺栓37的端部可以顶住限位盘32，从而起到锁定旋转框36角度的效果，在旋转框36的两个支腿的端部设置了配重块35，因此配重块35可以随着旋转框36进行转动，从而通过调节旋转框36的角度使得旋转框36、伸出板33以及第三转轴31组成的整体的重心可以自由的调节，通过调节重心使得伸出板33的朝向方向可以自由调节，也就是调节焊头34的朝向。[0034] 在本实施例的一种情况中，所述底座1的一侧设置有调节偏转梁7角度的俯仰调节组件13。俯仰调节组件13包括与底座1固定连接的第一安装架8，第一安装架8是开口向上的U形结构，并且第一安装架8是左右朝向的设置于底座1的上表面右侧，在第一安装架8的上端转动连接了左右朝向的第一丝杆9，第一丝杆9的中部螺纹连接螺纹块11，螺纹块11的上表面转动连接支撑杆10的下端，支撑杆10的上端转动连接偏转梁7的右侧壁，在第一安装架8的右侧设置了第一驱动电机12，第一驱动电机12的输出轴固定连接第一丝杆9的右端，因此第一驱动电机12通过第一丝杆9带动螺纹块11的左右移动实现偏转梁7的旋转。[0035] 在本实施例的一种情况中，所述偏转梁7的上端后侧设置了第二驱动电机20，第二驱动电机20的输出轴固定连接第一锥齿轮21，第一锥齿轮21啮合连接第二锥齿轮19，第二锥齿轮19固定连接第二转轴15的后端。第二驱动电机20通过齿轮传动的方式使得第二转轴15转动，从而使得转动套16带动伸缩杆17进行旋转，调节伸缩杆17的俯仰角度。[0036] 在本实施例的一种情况中，所述伸缩驱动组件18包括与转动套16固定连接的第二安装架22，第二安装架22是U形结构，第二安装架22的两个支腿与转动套16的左端前后两侧进行固定，在第二安装架22前后两个支腿的中部设置了滑槽23，滑槽23滑动连接前后朝向设置的推板24的端部，推板24的右侧固定连接伸缩杆17的左端，在第二安装架22左端横板上转动连接了螺纹套26，螺纹套26的内部螺纹连接有与伸缩杆17轴心线共线设置的第二丝杆25，第二丝杆25的右端固定连接推板24的中部，并且在第二安装架22左端横板的后侧设置了第三驱动电机27，第三驱动电机27的输出轴设置了第三锥齿轮28，第三锥齿轮28啮合连接第四锥齿轮29，第四锥齿轮29固定连接螺纹套26，第三驱动电机27通过齿轮传动的方式实现了螺纹套26的转动，螺纹套26转动时会推动第二丝杆25左右移动，从而通过第二丝杆25带动伸缩杆17左右移动，从而实现了伸缩杆17相对于转动套16的伸出或者收缩。[0037] 本实施例在实施过程中，首先通过安装孔2将底座1与相关的基座进行固定处理，并且第一驱动电机12、第二驱动电机20和第三驱动电机27的控制器与相关的PLC控制器或者直接与电脑进行连接，从而使得第一驱动电机12、第二驱动电机20和第三驱动电机27的转动可以实现精准的控制，根据需要进行焊接处理的板材的倾斜角度调节焊头34的角度，例如当需要进行焊接的板材处于朝向右上方倾斜的状态，此时焊头34需要与板材垂直，也就是焊头34需要朝向右下方的状态，此时可以首先松开锁紧螺栓37，驱动旋转框36进行转动，旋转框36下方的配重头朝向伸出板33的方向逆时针转动，当角度调节完成之后，旋紧锁紧螺栓37，此时旋转框36会朝向左下方的状态，焊头34会朝向右下方的状态，并且第三转轴31和旋转框36采用四氟乙烯的材料制作，即便在低温环境中依然可以保持转动，此时伸缩杆17在移动和转动时，焊头34的角度都会锁定。[0038] 启动第一驱动电机12，第一驱动电机12带动偏转梁7顺时针转动，焊头34向右移动，同时启动第二驱动电机20都和第三驱动电机27，第二驱动电机20调节伸缩杆17的俯仰角度，第三驱动电机27调节伸缩杆17的左右位置，使得焊头34移动到板材需要进行焊接的位置，通过第一驱动电机12、第二驱动电机20和第三驱动电机27的配合使得焊头34沿着需要焊接的缝进行移动，三个电机的配合转动属于常规的机械手的控制，不在详细赘述控制方式，由于伸缩杆17的长度较长，因此即便需要焊接的板材处于低温环境中，第一驱动电机12、第二驱动电机20和第三驱动电机27也可以处于低温环境的外侧进行正常的工作。[0039] 本发明适用于一种耐低温焊接机器人，通过设置可以调节角度的旋转框36，使得即便伸缩杆17的角度发生变化焊头34依然可以按照固定的角度对于板材进行焊接处理，从而使得第一驱动电机12、第二驱动电机20和第三驱动电机27可以远离焊头34在温度正常的环境中进行工作，保证了整个焊接机器人的正常工作温度。[0040] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

专利地区：内蒙古

专利申请日期：2024-01-04

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN117532222B