[实用新型]一种基于仿生学的新型焊枪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种焊接工具，尤其涉及一种新型焊枪。 

背景技术

在大型压力容器和管道工程应用中，相贯线焊缝是一种十分常见的典型焊缝形式。相贯线焊缝是一种全位置形式的空间曲线焊缝，并且这种复杂的空间曲线焊缝在焊接过程中焊缝姿态时刻处于变化过程中，因此要保证相贯线焊缝的焊接质量，在焊接过程中不但要控制焊枪端点的轨迹，而且要使焊枪的姿态和焊缝的姿态相匹配。 

传统的工业焊接机器人都是采用的关节型的串联式机器人，为了在全位置焊接中实现对焊枪的姿态进行实时调节和控制，就需要对串联机器人的各个关节实时协同调节和控制，来实现焊枪末端姿态的调节，系统的惯量较大，能量利用率较低。 

随着生产的需要和科学技术的发展，从20世纪50年代以来，人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一，自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造实用新型的源泉。人们用化学、物理学、数学以及技术模型对生物系统开展着深入的研究，促进了生物学的极大发展，对生物体内功能机理的研究也取得了迅速进展。此时模拟生物不再是引人入胜的幻想，而是可以做到的事实将生物界获得的知识用来改善旧的或创造新的工程技术设备。 

实用新型专利号为CN101797753A的专利公开了一腱绳并联灵巧欠驱动仿生机器人手指装置，属于拟人机器人技术领域，该装置利用电机、绳轮、腱绳和复位弹簧件综合实现手指初始构型可变与自适 应抓取相结合的特殊效果。 

现有的焊枪设备，由于其自身的整体性来言，不能够实现自适应调节来实现在空间复杂曲线的焊接中，工作角和行走角的灵活调节，需要进行人工焊接或者外加的配套机构来完成相应位姿的调节功能。所以出现设备成本高，焊接质量不理想等问题，在传统的串联型机器人焊接中，为了实现执行段的姿态调节，需要通过各个关节的电机协同运动才能实现位姿的调节，使系统的整体惯量较大，动力性能较低，能量的有效利用率较低。 

实用新型内容

为了解决在全位置焊接过程中，对焊枪的工作角和行走角的实时自动控制和调节，降低传统型串联式工业机器人在焊接时姿态调节时的系统惯量，提高整体系统的机动性，提高能量的有效利用率等问题。本实用新型提供了一种仿生手指焊枪，它的动力系统功耗低，能够在全位置焊接过程中实时的对焊枪姿态进行调节和控制，若作为传统的串联型工业机器人的执行末端，可以有效的减少系统的负载和惯性，有效提高系统的机动性能。同时本机构的结构较为简洁，质量较为轻便，大小适中，通过协同调节可以对焊枪的工作角和行走角实时控制调节。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种基于仿生学的新型焊枪，采用拉线机构设计，其特征在于：其包括有动力机构一，动力机构二，焊接工作角调节机构和焊接行走角调节机构； 

所述的动力机构一包括电机Ⅰ16、轴端固定帽20、滚线轮Ⅰ19以及柔性绳索Ⅰ18和电机固定座Ⅰ17；电机Ⅰ16穿过电机固定座Ⅰ17的中孔，通过紧顶螺栓将电机Ⅰ16固定，电机Ⅰ16的电机轴穿过滚线轮Ⅰ19的中心孔，并且轴端部进入到轴端固定帽20，轴端固定帽20固定在近指节4上，通过紧顶螺栓将滚线轮Ⅰ19与电机Ⅰ16的轴端紧固在一起，柔性绳索Ⅰ18一端紧固在滚线轮Ⅰ19上； 

所述的动力机构二包括电机Ⅱ11、电机固定座Ⅱ12、滚线轮轴Ⅱ33、涨紧轮Ⅰ15、涨紧轮Ⅱ40和柔性绳索Ⅱ14，电机Ⅱ11穿过电机固定座Ⅱ12的孔，通过紧顶螺丝将电机Ⅱ11固定在电机固定座Ⅱ12上，电机Ⅱ11的轴端穿过滚线轮轴Ⅱ33的轴端的安装孔中，使用紧顶螺丝将其与电机Ⅱ12的轴端固定住，滚线轮轴Ⅱ33上的滚线轮Ⅱ32使柔性绳索Ⅱ14的两端缠绕在滚线轮Ⅱ32两端处，并且按照左右旋向不同的缠绕方式缠在滚线轮Ⅱ32上； 

所述的焊接工作角调节机构，采用仿生手指样式，包括近指节4、中指节3、远指节1、柔性绳索Ⅰ18、内骨弹簧23、连接轴销22和近指节固定座21；近指节4与中指节3通过连接轴销22连接在一块，并且在连接部形成转动副，中指节3与远指节1通过连接轴销(22)连接在一块，并在连接部形成转动副，内骨弹簧23穿过近指节4、中指节3和远指节1的中空腔体使近指节4、中指节3和远指节1形成一个整体，柔性绳索Ⅰ18穿过中指节3、近指节4和远指节1上的滑扣孔，并将柔性绳索Ⅰ18的一端与远指节1上的滑扣孔紧固在一块，柔性绳索Ⅰ18的另一端固定在滚线轮Ⅰ19上，并缠绕在滚线轮 Ⅰ19上；