[发明专利]一种正畸弓丝弯制机器人及弯丝运动映射模型建立方法

权利要求书

1.一种正畸弓丝弯制机器人，由钳Ⅰ(1)、钳Ⅱ(2)、柱坐标系转台(3)、机器人主体外壳(4)四部分组成，其特征在于：所述钳Ⅰ(1)中的钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1-1)通过螺栓与柱坐标系转台(3)的转台(3-3)相连接，柱坐标系转台(3)的转台(3-3)通过螺栓与机器人主体外壳(4)内部的连接底盘(4-6)相连接，钳Ⅱ(2)通过螺栓固定在机器人主体外壳(4)外部的外壳顶部(4-7)；所述的钳Ⅰ(1)属于柱坐标式，它包括：钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1-1)、钳Ⅰ丝杠(1-2)、钳Ⅰ旋转主动齿轮(1-3)、钳Ⅰ锥形夹头(1-4)、夹头外壳(1-4-1)、夹头夹芯(1-4-2)、夹头主轴(1-4-3)、钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)、钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)、挡圈(1-7)、弹簧(1-8)、拨叉(1-9)、推杆(1-10)、钳Ⅰ直线电机推杆(1-11)、滑动挡圈(1-12)、钳Ⅰ夹紧电机(1-13)、钳Ⅰ旋转被动齿轮(1-14)、钳Ⅰ支架(1-15)、钳Ⅰ旋转电机(1-16)、钳Ⅰ丝杠电机(1-17)、钳Ⅰ丝杠螺母(1-18)、钳Ⅰ旋转主轴(1-19)、钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)、送丝入口(1-21)，钳Ⅰ丝杠(1-2)通过轴孔装配安装在钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1-1)中，钳Ⅰ丝杠螺母(1-18)与钳Ⅰ丝杠(1-2)通过螺纹相连接，钳Ⅰ丝杠电机(1-17)通过钳Ⅰ丝杠导轨滑台(1-1)安装在钳Ⅰ丝杠(1-2)的末端，以驱动钳Ⅰ丝杠(1-2)绕钳Ⅰ丝杠电机(1-17)的电机轴旋转，使得钳Ⅰ丝杠螺母(1-18)实现沿钳Ⅰ丝杠(1-2)的轴向左右移动，钳Ⅰ支架(1-15)的下底面通过螺栓与钳Ⅰ丝杠螺母(1-18)相连接，钳Ⅰ旋转电机(1-16)通过钳Ⅰ支架(1-15)与钳Ⅰ旋转主动齿轮(1-3)完成装配，以驱动钳Ⅰ旋转主动齿轮(1-3)绕钳Ⅰ旋转电机(1-16)的电机轴旋转，钳Ⅰ旋转被动齿轮(1-14)、钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)和钳Ⅰ锥形夹头(1-4)均安装在钳Ⅰ旋转主轴(1-19)上，钳Ⅰ旋转主轴(1-19)为空心轴，其中钳Ⅰ旋转被动齿轮(1-14)安装在钳Ⅰ支架(1-15)内部，与钳Ⅰ旋转主动齿轮(1-3)相啮合，形成一对啮合齿轮，钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)和钳Ⅰ锥形夹头(1-4)安装在钳Ⅰ支架(1-15)外部，送丝入口(1-21)位于钳Ⅰ旋转主轴(1-18)的左侧，正畸弓丝(5)通过送丝入口(1-21)穿过钳Ⅰ旋转主轴(1-19)的内部，可以将待弯制的正畸弓丝(5)送至位于钳Ⅰ旋转主轴(1-19)末端的钳Ⅰ锥形夹头(1-4)，完成机器人的送丝，其中钳Ⅰ锥形夹头(1-4)由夹头外壳(1-4-1)、夹头夹芯(1-4-2)、夹头主轴(1-4-3)组成，夹头外壳(1-4-1)通过螺纹与夹头主轴(1-4-3)相连接，夹头夹芯(1-4-2)位于旋转夹头外壳(1-4-1)和夹头主轴(1-4-3)的中间，当顺时针旋转夹头外壳(1-4-1)时，夹头外壳(1-4-1)与夹头主轴(1-4-3)之间的空间缩小，此时夹头夹芯(1-4-2)受到夹头外壳(1-4-1)的挤压，使得夹头夹芯(1-4-2)保持夹紧状态，以实现对正畸弓丝(5)的夹紧，反之，逆时针旋转夹头夹芯(1-4-2)实现了对正畸弓丝(5)的松开；钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)与钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)相啮合，形成一对啮合齿轮，钳Ⅰ夹紧电机(1-13)通过螺纹连接安装在钳Ⅰ支架(1-15)的上顶面，钳Ⅰ夹紧电机(1-13)的主轴与钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)相连接，以驱动钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)绕轴向旋转，拨叉(1-9)、滑动挡圈(1-12)、弹簧(1-8)、挡圈(1-7)和钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)通过轴孔装配从左至右依次的被安装在钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)上，拨叉(1-9)通过螺栓与滑动挡圈(1-12)相连接，弹簧(1-8)被镶嵌在滑动挡圈(1-12)和挡圈(1-7)中，挡圈(1-7)通过螺栓与钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)相连接，钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)远离电机主轴方向的末端设有轴肩，用于限定钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)上已装配零件的位置，推杆(1-10)末端安装有钳Ⅰ直线电机推杆(1-11)，推杆(1-10)与推杆(1-10)垂直下方的拨叉(1-9)相连接，钳Ⅰ直线电机推杆(1-11)安置在钳Ⅰ夹紧电机(1-13)上，当钳Ⅰ直线电机推杆(1-11)推动或拉回推杆(1-10)时，与推杆(1-10)相连接的拨叉(1-9)可带动滑动挡圈(1-12)、弹簧(1-8)、挡圈(1-7)和钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)沿钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)轴向左右移动，进而控制钳Ⅰ夹紧主动齿轮(1-6)与钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)的啮合情况，另外，钳Ⅰ夹紧电机(1-13)可驱动钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)绕钳Ⅰ夹紧主轴(1-20)旋转，从而控制与钳Ⅰ夹紧被动齿轮(1-5)相连的钳Ⅰ锥形夹头(1-4)的顺时旋转或逆时旋转，最终实现了对正畸弓丝(5)的夹紧与松开；所述的钳Ⅱ(2)属于直角坐标式，它包括：钳Ⅱ可动钳口(2-1)、可动楔形滑块(2-1-1)、钳Ⅱ固定钳口(2-2)、夹紧滑块(2-3)、夹紧楔形滑块(2-3-1)、钳Ⅱ直线电机推杆(2-4)、直线电机(2-5)、钳Ⅱ旋转被动齿轮(2-6)、钳Ⅱ外壳(2-7)、钳Ⅱ丝杠(2-8)、钳Ⅱ丝杠电机(2-9)、钳Ⅱ丝杠螺母(2-10)、钳Ⅱ旋转主动齿轮(2-11)、钳Ⅱ旋转电机(2-12)、复位弹簧(2-13)，以钳Ⅱ可动钳口(2-1)垂直向下为参考方向，钳Ⅱ丝杠电机(2-9)安装在钳Ⅱ外壳(2-7)的顶部，以驱动钳Ⅱ丝杠(2-8)，其中钳Ⅱ丝杠(2-8)与钳Ⅱ丝杠螺母(2-10)通过螺纹连接配合，通过钳Ⅱ丝杠电机(2-9)驱动钳Ⅱ丝杠(2-8)可以实现钳Ⅱ丝杠螺母(2-10)沿钳Ⅱ丝杠(2-8)轴线方向上下移动；直线电机(2-5)、钳Ⅱ旋转被动齿轮(2-6)、钳Ⅱ旋转主动齿轮(2-11)以及钳Ⅱ旋转电机(2-12)均安装在钳Ⅱ丝杠螺母(2-10)内，其中钳Ⅱ旋转电机(2-12)与钳Ⅱ旋转主动齿轮(2-11)通过轴孔配合相连接，钳Ⅱ旋转主动齿轮(2-11)与钳Ⅱ旋转被动齿轮(2-6)相啮合，形成一对啮合齿轮，以实现钳Ⅱ旋转被动齿轮(2-6)的旋转，另外，直线电机(2-5)通过轴孔配合被安装在钳Ⅱ旋转被动齿轮(2-6)中，钳Ⅱ直线电机推杆(2-4)安装在直线电机(2-5)中，在直线电机(2-5)和钳Ⅱ旋转被动齿轮(2-6)的作用下，钳Ⅱ直线电机推杆(2-4)既可实现绕钳Ⅱ旋转被动齿轮(2-6)的轴线进行旋转，又可沿钳Ⅱ旋转被动齿轮(2-6)的轴线进行平移；夹紧滑块(2-3)通过螺栓连接固定在钳Ⅱ直线电机推杆(2-4)上，夹紧滑块(2-3)上装有夹紧楔形滑块(2-3-1)，而钳Ⅱ可动钳口(2-1)上装有可动楔形滑块(2-1-1)，当钳Ⅱ直线电机推杆(2-4)被直线电机(2-5)推出时，夹紧楔形滑块(2-3-1)与可动楔形滑块(2-1-1)发生挤压，推动钳Ⅱ可动钳口(2-1)向钳Ⅱ固定钳口(2-2)方向移动，实现了钳Ⅱ(2)对正畸弓丝(5)的夹紧，当钳Ⅱ直线电机推杆(2-4)被直线电机(2-5)拉回时，夹紧楔形滑块(2-3-1)与可动楔形滑块(2-1-1)发生分离，复位弹簧(2-13)将钳Ⅱ可动钳口(2-1)推离钳Ⅱ固定钳口(2-2)，实现了钳Ⅱ(2)对正畸弓丝(5)的松开。