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专利号: 2018111637740
申请人: 哈尔滨理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本上无切削的金属机械加工;金属冲压
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种球形正畸弓丝弯制机器人,它包括底座支架(1)、送丝机构(2)、角度调整机构(3)、弓丝夹紧机构(4)和弯丝机械臂(5),其特征在于:所述的送丝机构(2)通过螺栓连接在底座支架(1)的左侧的外部,角度调整机构(3)通过螺栓固定在底座支架(1)的左侧的内部,弓丝夹紧机构(4)固连在角度调整机构(3)的顶部,弯丝机械臂(5)位于底座支架(1)的左右两侧的中间部分,并且通过轴承连接在底座支架(1)上;所述的送丝机构(2)包括送丝机构机架(2‑1)、送丝电机(2‑2)、主动压辊(2‑3)、被动压辊(2‑4)和送丝外壳(2‑5),送丝外壳(2‑5)通过螺栓固连在送丝机构机架(2‑1)上,送丝电机(2‑2)通过螺栓固连在送丝机构机架(2‑1)上,主动压辊(2‑3)与送丝电机(2‑2)通过轴固定连接,被动压辊(2‑4)通过轴连接在送丝机构机架(2‑1),送丝电机(2‑2)与主动压辊(2‑3)通过联轴器固定连接,送丝电机(2‑2)旋转带动主动压辊(2‑3)旋转,从而带动被动压辊(2‑4)转动,靠主动压辊(2‑3)和被动压辊(2‑4)之间的摩擦力将弓丝送入角度调整机构(3)内;所述的角度调整机构(3)包括角度调整平台I(3‑1)、角度调整平台II(3‑2)、角度调整平台III(3‑3)、角度平台II直线电机(3‑4)、角度平台III直线电机(3‑5),角度调整平台I(3‑1)的正面有四个凹球关节,并且四个凹球关节分别与四个角度平台II直线电机(3‑4)的左端凸球关节配合连接,角度调整平台II(3‑2)的反面有四个凹球关节,并且四个凹球关节分别与四个角度平台II直线电机(3‑4)的右端凸球关节配合连接,以此构成I级并联平台,角度调整平台II(3‑2)的正面有四个凹球关节,并且四个凹球关节分别与四个角度平台III直线电机(3‑5)的左端凸球关节配合连接,角度调整平台III(3‑3)的反面有四个凹球关节,并且四个凹球关节分别与四个角度平台III直线电机(3‑5)的右端凸球关节配合连接,以此构成II级并联平台,因此角度调整平台I(3‑1)、角度平台II直线电机(3‑4)、角度调整平台II(3‑2)、角度平台III直线电机(3‑5)、和角度调整平台III(3‑3)构成了两个并联机构串联在一起的角度调整机构(3),角度调整机构(3)将送丝机构(2)送来的弓丝进行位置和姿态的调整,从而避免在弓丝弯制中自身的干涉;所述的弯丝机械臂(5)包括球形外壳(5‑1)、弧形导轨(5‑2)、弧形滑块(5‑3)、大臂(5‑4)、小臂(5‑5)、关节旋转舵机(5‑6)、弓丝机械手(5‑7)、弯丝钳转动电机(5‑8)、弯丝钳旋转主动齿轮(5‑9)、弯丝钳旋转被动齿轮(5‑10)、弯丝钳旋转外壳(5‑11)、弯丝钳夹紧电机(5‑12)、弯丝钳夹紧凸轮(5‑13)、活动钳柄(5‑14)、固定钳柄(5‑15)、球形外壳主动齿轮(5‑16)、球形外壳被动齿轮(5‑17)、球形外壳旋转电机(5‑18),球形外壳旋转电机(5‑

18)带动球形外壳主动齿轮(5‑16),球形外壳主动齿轮(5‑16)与球形外壳被动齿轮(5‑17)相啮合,球形外壳被动齿轮(5‑17)与球形外壳(5‑1)通过焊接方式固定连接,从而使得球形外壳(5‑1)可沿轴向旋转,弧形导轨(5‑2)沿球形外壳(5‑1)的内表面的经线方向固定,弧形滑块(5‑3)与弧形导轨(5‑2)配合滑动,弧形滑块(5‑3)与大臂(5‑4)通过焊接方式固定,小臂(5‑5)与大臂(5‑4)可沿轴向滑动,小臂(5‑5)的末端与弓丝机械手(5‑7)相连接,通过关节旋转舵机(5‑6)控制弓丝机械手(5‑7)相对小臂(5‑5)完成转动,弯丝钳转动电机(5‑8)带动弯丝钳旋转主动齿轮(5‑9)、弯丝钳旋转主动齿轮(5‑9)与弯丝钳旋转被动齿轮(5‑10)啮合,从而带动弯丝钳旋转外壳(5‑11)沿其轴向转动,实现了活动钳柄(5‑14)与固定钳柄(5‑

15)的旋转弯丝运动,弯丝钳夹紧电机(5‑12)带动弯丝钳夹紧凸轮(5‑13),弯丝钳夹紧凸轮(5‑13)不同的旋转半径所产生的位移带动了活动钳柄(5‑14)运动,从而实现弓丝的夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种球形正畸弓丝弯制机器人,其特征在于:所述的弓丝夹紧机构(4)包括夹紧头外壳(4‑1)、分离式夹头(4‑2)、电磁铁内圈(4‑3)、电磁铁外圈(4‑4)、电磁铁底座(4‑5)和柔性软管(4‑6),在角度调整平台III(3‑3)的末端固定连接夹紧头外壳(4‑1),电磁铁底座(4‑5)、电磁铁外圈(4‑4)、分离式夹头(4‑2)和夹紧头外壳(4‑1)它们在同一条轴线上,电磁铁外圈(4‑4)固连在电磁铁底座(4‑5)上,电磁铁内圈(4‑3)嵌在电磁铁外圈(4‑4)的内部,电磁铁内圈(4‑3)与分离式夹头(4‑2)的端部接触但不挤压,夹紧头外壳(4‑1)和分离式夹头(4‑2)相互接触但不挤压,当电磁铁外圈(4‑4)通电后,在磁力的作用下,电磁铁内圈(4‑3)被推向夹紧头外壳(4‑1)方向运动,由力的传递作用,分离式夹头(4‑

2)被电磁铁内圈(4‑3)推向夹紧头外壳(4‑1)方向,又由于夹紧头外壳(4‑1)与分离式夹头(4‑2)的锥面相互接触,从而分离式夹头(4‑2)夹紧,柔性软管(4‑6)的一端固定连接到电磁铁底座(4‑5),另一端固定连接到送丝机构机架(2‑1),并且起到保护和支撑弓丝的作用。

3.根据权利要求1所述的一种球形正畸弓丝弯制机器人,其特征在于:当医师进行正畸弓丝弯制时,弓丝从送丝外壳(2‑5)后送入到主动压辊(2‑3)和被动压辊(2‑4)中并被压紧,送丝电机(2‑2)驱动主动压辊(2‑3)带动被动压辊(2‑4),从而将弓丝送入柔性软管(4‑6)并达到夹紧头外壳(4‑1);当电磁铁外圈(4‑4)上电后,电磁铁内圈(4‑3)向夹紧头外壳(4‑1)方向运动,从而将分离式夹头(4‑2)推向夹紧头外壳(4‑1),又由于夹紧头外壳(4‑1)与分离式夹头(4‑2)的锥面相互接触挤压配合,从而分离式夹头(4‑2)夹紧;通过对角度平台II直线电机(3‑4)和角度平台III直线电机(3‑5)的位移距离的调整来控制角度调整机构(3)的位置和姿态;球形外壳(5‑1)沿轴向旋转,弧形滑块(5‑3)沿弧形导轨(5‑2)滑动,小臂(5‑5)沿大臂(5‑4)在球形外壳(5‑1)的半径方向滑动,弓丝机械手(5‑7)相对小臂(5‑5)转动,以此来调整弯丝机械臂(5)的位置和姿态;弯丝钳夹紧凸轮(5‑13)旋转到最小半径带动活动钳柄(5‑14)相对固定钳柄(5‑15)夹紧,弯丝钳旋转外壳(5‑11)沿其轴向转动,从而实现了正畸弓丝的弯制。