CN102909504A - 容器接管相贯线切割机器人机构 - Google Patents

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CN102909504A CN2012103929010A CN201210392901A CN102909504A CN 102909504 A CN102909504 A CN 102909504A CN 2012103929010 A CN2012103929010 A CN 2012103929010A CN 201210392901 A CN201210392901 A CN 201210392901A CN 102909504 A CN102909504 A CN 102909504A
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joint axle
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赵亚楠
陈东良
姚建均
王臣业
刘富强
刘贺平
常艳艳
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Harbin Engineering University
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Harbin Engineering University
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Abstract

本发明的目的在于提供容器接管相贯线切割机器人机构，包括升降臂、伸缩臂、旋转臂、姿态臂、第一-第三旋转关节轴、第一-第二移动关节轴、基座，第一旋转关节轴安装在升降臂上，夹持器连接第一旋转关节轴，升降臂和伸缩臂之间通过第一移动关节轴相连，伸缩臂和旋转臂之间通过第二移动关节轴相连，旋转臂和姿态臂之间通过第二旋转关节轴相连，姿态臂通过第三旋转关节轴连接基座。本发明采用串联式结构，具有五个自由度，其中两个为移动关节，三个为转动关节，针对容器开孔切割和接管自身相贯线切割这种特殊加工对象，实现在容器相贯线开孔切割和与之相贯的接管自身相贯线切割，本发明具有更大的灵活性和实用性。

Description

容器接管相贯线切割机器人机构
技术领域
本发明涉及的是一种用于切割作业的机器人。
背景技术
目前，在石油、化工、锅炉、压力容器和管道等工程中广泛应用各种形式的相贯线开孔切割，和与之相贯的接管自身相贯线切割；工业用串连式机器人结构有四种基本结构：直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型机器人、爬行机器人和典型的多关节串连机器人，这些机器人都因为自身结构的限制都难以适应管端的特殊环境。为能实现容器开孔切割和接管自身相贯线切割的作业对象，现实中急需能完成多种作业和能胜这种特殊作业对象的一种工业用机器人新结构。
发明内容
本发明的目的在于提供针对容器开孔切割和接管自身相贯线切割这种特殊加工对象的容器接管相贯线切割机器人机构。
本发明的目的是这样实现的：
本发明容器接管相贯线切割机器人机构，其特征是：包括升降臂、伸缩臂、旋转臂、姿态臂、第一-第三旋转关节轴、第一-第二移动关节轴、基座，第一旋转关节轴安装在升降臂上，夹持器连接第一旋转关节轴，升降臂和伸缩臂之间通过第一移动关节轴相连，伸缩臂和旋转臂之间通过第二移动关节轴相连，旋转臂和姿态臂之间通过第二旋转关节轴相连，姿态臂通过第三旋转关节轴连接基座。
本发明还可以包括：
1、还包括割枪，割枪安装在夹持器上。
2、所述的第二旋转关节轴的旋转轴心与第三旋转关节轴的旋转轴心相垂直，第二移动关节轴的运动方向与第二旋转关节轴的旋转轴心相垂直，第一旋转关节轴的轴心与第一移动关节轴的轴心相垂直。
本发明的优势在于：本发明采用串联式结构，具有五个自由度，其中两个为移动关节，三个为转动关节，针对容器开孔切割和接管自身相贯线切割这种特殊加工对象，实现在容器相贯线开孔切割和与之相贯的接管自身相贯线切割，本发明具有更大的灵活性和实用性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为容器开孔切割时的示意图；
图3为接管自身相贯线切割时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～3，为了实现容器相贯线开孔切割和接管自身相贯线切割的作业等，从基座开始连着的一个旋转关节主要起调整其余四个关节相对于接管轴心的姿态，当调整好姿态之后，根据作业要求，末端执行器夹持割枪进行具体作业；其从末端执行器到基座相连的四个关节也可以直接联动实现对容器相贯线开孔切割和接管自身相贯线切割作业等。相对于其安装固定位置，即在相对于基座处第一个旋转关节定义为U关节；第二个旋转关节定义为A关节，当将机器人通过基座安装在十字臂、龙门架或其他机构上，通过旋转U关节，将A关节的旋转中心对准接管轴心并使其尽量重合；第三个关节为移动关节定义为R，R关节主要实现接管半径方向上的变化；第四个移动关节定义为H，H关节主要实现接管母线方向上的运动；第五个旋转关节定义为S，S关节上安装夹持器。根据具体的作业要求，夹持器就可以夹持不同的作业工具，就可以实现不同的作业。
基座12根据现场作业条件，可以安装在十字臂、龙门架或其他机构上，以将机器人放置在作业对象上方；U关节安装在基座12上，U关节由姿态臂10和旋转关节轴III11构成，且旋转关节III11的旋转轴心垂直于基座12的安装面；A关节安装在姿态臂10上，A关节由旋转臂8和旋转关节轴II9构成，其中旋转关节轴II9的旋转轴心与旋转关节轴III11的旋转轴心相垂直，通常情况下容器自重和体积都较大，很难进行姿态调整，一般将容器水平放置地面上或滚轮胎架上，因此通过U关节的运动调整A关节旋转轴心对准接管轴心；R关节安装在旋转臂8上，R关节由伸缩臂6和移动关节轴II7构成，且移动关节轴II7的运动方向与旋转关节轴II9的旋转轴心相垂直，R关节的主要作用是适应容器相贯线开孔切割和接管自身相贯线切割时径向运动量的变化；H关节安装伸缩臂6的端部，其是由升降臂4和移动关节轴I5组成，升降臂4可以沿着移动关节轴I5移动，H关节的主要作用是适应容器相贯线开孔切割和接管自身相贯线切割时母线方向运动量的变化；S关节安装升降臂4的端部，其是由夹持器2和旋转关节轴I3组成，旋转关节轴I3的轴心与移动关节轴I5的轴心垂直，切割时在夹持器上安装割枪，并使割枪1的轴心与旋转关节轴II9的轴心在一个平面上，容器相贯线开孔切割和接管自身相贯线切割时，夹持器2带着割枪完成切割作业。其中各轴的驱动方式可以根据使用环境、定位精度、重复定位精度和具体的作业情况来确定。

Claims (3)

1.容器接管相贯线切割机器人机构，其特征是：包括升降臂、伸缩臂、旋转臂、姿态臂、第一-第三旋转关节轴、第一-第二移动关节轴、基座，第一旋转关节轴安装在升降臂上，夹持器连接第一旋转关节轴，升降臂和伸缩臂之间通过第一移动关节轴相连，伸缩臂和旋转臂之间通过第二移动关节轴相连，旋转臂和姿态臂之间通过第二旋转关节轴相连，姿态臂通过第三旋转关节轴连接基座。
2.根据权利要求1所述的容器接管相贯线切割机器人机构，其特征是：还包括割枪，割枪安装在夹持器上。
3.根据权利要求1或2所述的容器接管相贯线切割机器人机构，其特征是：所述的第二旋转关节轴的旋转轴心与第三旋转关节轴的旋转轴心相垂直，第二移动关节轴的运动方向与第二旋转关节轴的旋转轴心相垂直，第一旋转关节轴的轴心与第一移动关节轴的轴心相垂直。
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C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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