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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410814399.7 (22)申请日 2014.12.23 B23K 37/02(2006.01) B25J 9/00(2006.01) (71)申请人 广西大学 地址 530004 广西壮族自治区南宁市西乡塘 区大学路 100 号 (72)发明人 蔡敢为 范雨 张林 李智杰 张永文 李荣康 朱凯君 王龙 王小纯 李岩舟 杨旭娟 (74)专利代理机构 广西南宁公平专利事务所有 限责任公司 45104 代理人 李如柏 (54) 发明名称 利用六自由度可控机构式连杆机构进行焊接 施工的方法 (57) 摘要 本发明涉及一种利用六自由度可。
2、控机构式连 杆机构进行焊接施工的方法，利用立柱、主臂、第 一摇臂、第二摇臂、第一连杆、第二连杆、第三连杆 和第四连杆构成执行主链，利用第五连杆、第六连 杆、第七连杆、立柱和主臂构成执行子链，焊接作 业进行时，通过电机驱动主臂使主臂进行旋转 运动，第五连杆、第六连杆和第七连杆支撑主臂， 并与主臂进行运动合成 ；再通过电机驱动第二摇 臂，从而使第二摇臂对第三连杆进行摇臂式控制 ； 通过电机驱动，使第三连杆和第四连杆进行旋转 运动，从而使连杆机构完成焊接作业。本发明具有 工作空间大、刚度高、承载能力强和执行精度高的 优点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专。
3、利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104476053 A (43)申请公布日 2015.04.01 CN 104476053 A 1/1 页 2 1.利用六自由度可控机构式连杆机构进行焊接施工的方法，其特征在于， 所述的六自由度可控机构式连杆机构包括立柱、主臂、第一摇臂、第二摇臂、第一连杆、 第二连杆、第三连杆、第四连杆、连接块、第五连杆、第六连杆和第七连杆，所述立柱底端连 接第十三转动副，立柱顶端通过第一转动副分别与主臂第一个连接端和第一摇臂第一个连 接端连接，第一摇臂第二个连接端通过第二转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端 通过第四转动副与第二摇臂。
4、第二个连接端连接，第二摇臂第一个连接端通过第五转动副与 主臂第二个连接端连接，第二摇臂第三个连接端通过第六转动副与第二连杆一端连接，第 二连杆另一端通过第三转动副与第一摇臂第三个连接端连接，第三连杆一端通过第七转 动副与第二摇臂第四个连接端连接，第三连杆另一端通过第八转动副与第四连杆一端连 接，第四连杆另一端用于连接焊接执行机构 ；所述的立柱侧面连接固定副，连接块一端通 过固定副与立柱连接，另一端通过第十转动副与第五连杆一端连接，第五连杆另一端通过 第十一转动副与第六连杆一端连接，第六连杆另一端通过第十二转动副与第七连杆一端连 接，第七连杆另一端通过第五转动副与主臂的第二个连接端连接 ； 焊接。
5、作业前，将车体与立柱底端用第十三转动副连接起来，将焊接执行机构用第九转 动副与第四连杆连接起来 ； 焊接作业进行时，通过电机驱动主臂，使主臂进行旋转运动，同时，第五连杆、第六连杆 和第七连杆支撑主臂，并与主臂进行运动合成 ；再通过电机驱动第二摇臂，从而使第二摇臂 对第三连杆进行摇臂式控制 ；通过电机驱动，使第三连杆和第四连杆进行旋转运动，从而使 连杆机构完成焊接作业。 权 利 要 求 书CN 104476053 A 1/3 页 3 利用六自由度可控机构式连杆机构进行焊接施工的方法 技术领域 0001 本发明涉及机器人领域，特别是利用六自由度可控机构式连杆机构进行焊接施工 的方法。 背景技术 0。
6、002 串联机器人刚度较低，不能应用于高速、大承载的场合 ；而并联机器人和传统的串 联机器人相比较，具有无累积误差、精度较高、结构紧凑、承载能力大、刚度高且末端焊接执 行器惯性小等特点，驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻， 速度高，动态响应好 ；但是并联机器人的明显缺点是工作空间小和结构复杂。工程上现有的 带有局部闭链的操作机如 MOTOMAN-K10 并没有解决工业机器人存在的问题。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题在于提供利用六自由度可控机构式连杆机构进行焊 接施工的方法，解决传统串联机器人关于所需力矩大，刚度低和工作空间小的缺点。 0004 本发明解。
7、决上述技术问题所采取的技术方案是 ：利用六自由度可控机构式连杆机 构进行焊接施工的方法， 0005 所述的六自由度可控机构式连杆机构包括立柱、主臂、第一摇臂、第二摇臂、第一 连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、连接块、第五连杆、第六连杆和第七连杆，所述立柱底 端连接第十三转动副，立柱顶端通过第一转动副分别与主臂第一个连接端和第一摇臂第一 个连接端连接，第一摇臂第二个连接端通过第二转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另 一端通过第四转动副与第二摇臂第二个连接端连接，第二摇臂第一个连接端通过第五转动 副与主臂第二个连接端连接，第二摇臂第三个连接端通过第六转动副与第二连杆一端连 接，第二连杆另一端通过。
8、第三转动副与第一摇臂第三个连接端连接，第三连杆一端通过第 七转动副与第二摇臂第四个连接端连接，第三连杆另一端通过第八转动副与第四连杆一端 连接，第四连杆另一端用于连接焊接执行机构 ；所述的立柱侧面连接固定副，连接块一端通 过固定副与立柱连接，另一端通过第十转动副与第五连杆一端连接，第五连杆另一端通过 第十一转动副与第六连杆一端连接，第六连杆另一端通过第十二转动副与第七连杆一端连 接，第七连杆另一端通过第五转动副与主臂的第二个连接端连接 ； 0006 焊接作业前，将车体与立柱底端用第十三转动副连接起来，将焊接执行机构用第 九转动副与第四连杆连接起来 ； 0007 焊接作业进行时，通过电机驱动主臂。
9、，使主臂进行旋转运动，同时，第五连杆、第六 连杆和第七连杆支撑主臂，并与主臂进行运动合成 ；再通过电机驱动第二摇臂，从而使第二 摇臂对第三连杆进行摇臂式控制 ；通过电机驱动，使第三连杆和第四连杆进行旋转运动，从 而使连杆机构完成焊接作业。 0008 本发明的突出优点在于 ： 0009 1、由立柱、第五连杆、第六连杆、第七连杆和主臂形成一个执行机构运动控制的子 说 明 书CN 104476053 A 2/3 页 4 链，提高了机器人的刚度，并且摇臂移动式设计大大提高机器人的工作空间，能避免机构的 死点位置，能使机器人的作用范围更大，并且能使机构更好的保持平衡 ； 0010 2、电机安装在摇臂关节。
10、上，通过四杆机构上的转动副驱动闭环链运动，从而间接 驱动末端连杆，使末端焊接执行器的活动度和活动空间更大，能减小能动力矩 ； 0011 3、电机安装在主臂后面，降低了整个机构的重心，而且可以安装功率较大的电机 在机构上，使末端焊接执行器可以适应在焊接、喷涂、搬运、装卸、装配、码垛等复杂作业 中； 0012 4、连杆机构与末端焊接执行器之间用一个带铰链的连杆和末端焊接执行器连接， 使执行器灵活度更高，工作空间比以往的机器人更大，而且带铰链的连杆做成轻杆，可以使 整个机构动力性能更好且易于控制，还可以使末端焊接执行器在小范围内转动 360 度周 角，使机构能适用于更多场合，精度更高 ； 0013 。
11、5、连杆做成轻杆，使机构运动惯量小，动力学性能好 ； 0014 6、与同类型的机器人机构相比较，相同功率下做的功更多。 附图说明 0015 图 1 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构进行焊接作业的第一工作立体 图。 0016 图 2 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构进行焊接作业的第一工作正视 图。 0017 图 3 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构进行焊接作业的第一工作后视 图。 0018 图 4 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构进行焊接作业的第二工作正视 图。 0019 图 5 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构进行焊接作业的第三工作正视 图。 0020 图 6 为。
12、本发明所述六自由度可控机构式连杆机构进行焊接作业的第四工作正视 图。 0021 图 7 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构的第一摇臂结构示意图。 0022 图 8 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构的第二摇臂结构示意图。 0023 图 9 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构的主臂结构示意图。 0024 图 10 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构的第三连杆结构示意图。 0025 图 11 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构的连接块结构示意图。 0026 图 12 为本发明所述六自由度可控机构式连杆机构的立柱结构示意图。 具体实施方式 0027 下面结合附图及实施例对本发明的。
13、技术方案作进一步说明。 0028 如图1-图12所示，利用六自由度可控机构式连杆机构进行焊接施工的方法，先按 照以下连接方法将焊接车连接安装起来 ： 0029 所述立柱 2 底端通过第十三转动副 27 与车体 1 连接，立柱 2 顶端通过第一转动副 说 明 书CN 104476053 A 3/3 页 5 13 分别与主臂 4 第一个连接端和第一摇臂 3 第一个连接端连接，第一摇臂 3 第二个连接端 通过第二转动副 14 与第一连杆 5 一端连接，第一连杆 5 另一端通过第四转动副 17 与第二 摇臂 7 第二个连接端连接，第二摇臂 7 第一个连接端通过第五转动副 16 与主臂 4 第二个连 接。
14、端连接，第二摇臂 7 第三个连接端通过第六转动副 18 与第二连杆 6 一端连接，第二连杆 6 另一端通过第三转动副 15 与第一摇臂 3 第三个连接端连接，第三连杆 8 一端通过第七转 动副 19 与第二摇臂 7 第四个连接端连接，第三连杆 8 另一端通过第八转动副 20 与第四连 杆 9 一端连接，第四连杆 9 另一端通过第九转动副 21 与末端焊接执行器 10 连接。 0030 所述的立柱 2 侧面连接固定副，连接块 22 一端通过固定副与立柱 2 连接，另一端 通过第十转动副 23 与第五连杆 26 一端连接，第五连杆 26 另一端通过第十一转动副 25 与 第六连杆 12 一端连接，。
15、第六连杆 12 另一端通过第十二转动副 24 与第七连杆 11 一端连接， 第七连杆 11 另一端通过第五转动副 16 与主臂 4 的第二个连接端连接。 0031 焊接作业进行时，通过电机驱动主臂 4，使主臂 4 进行旋转运动，同时，第五连杆 26、第六连杆 12 和第七连杆 11 支撑主臂 4，并与主臂 4 进行运动合成 ；再通过电机驱动第 二摇臂7，从而使第二摇臂7对第三连杆8进行摇臂式控制 ；通过电机驱动，使第三连杆 和 第四连杆 9 进行旋转运动，从而使连杆机构完成焊接作业。 说 明 书CN 104476053 A 1/3 页 6 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 104476053 A 2/3 页 7 图4 图5 图6 图7 图8 图9 图 10 说 明 书 附 图CN 104476053 A 3/3 页 8 图 11 图 12 说 明 书 附 图CN 104476053 A 。