一種并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)焊接機(jī)器人的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)焊接機(jī)器人。
【【背景技術(shù)】】
[0002]移動(dòng)機(jī)器人，是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)。它集中了傳感器技術(shù)、信息處理、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、自動(dòng)化控制工程以及人工智能等多學(xué)科的研宄成果，代表機(jī)電一體化的最高成就，是目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。隨著機(jī)器人性能不斷地完善，移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，而且在城市安全、國(guó)防和空間探測(cè)領(lǐng)域等有害與危險(xiǎn)場(chǎng)合得到很好的應(yīng)用。因此，移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)得到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。
[0003]傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作空間大等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)而言串聯(lián)機(jī)器人剛度低，不能應(yīng)用于高速，大承載的場(chǎng)合。
[0004]并聯(lián)機(jī)器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、剛度高且末端執(zhí)行器慣性小等特點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)裝置可置于定平臺(tái)上或接近定平臺(tái)的位置，這樣運(yùn)動(dòng)部分重量輕，速度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。但是并聯(lián)機(jī)器人的明顯缺點(diǎn)是工作空間小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜。工程上現(xiàn)有的帶有局部閉鏈的操作機(jī)如M0T0MAN-K10并沒有解決工業(yè)機(jī)器人存在的問題。
[0005]本技術(shù)方案的機(jī)器人設(shè)有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的閉環(huán)子鏈故性能比一般的并聯(lián)機(jī)構(gòu)更加優(yōu)越，具有工作空間大、剛度高、承載能力強(qiáng)、慣量小和末端執(zhí)行器精度高等優(yōu)點(diǎn)，能應(yīng)用在焊接、噴涂、搬運(yùn)、裝卸、裝配、碼垛等復(fù)雜作業(yè)中，有效的的提高勞動(dòng)效率，在產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性方面有很大提高；采用圓柱坐標(biāo)型和關(guān)節(jié)坐標(biāo)型的機(jī)械手能有效而快捷的對(duì)末端機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，并且這種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)剛度好、機(jī)械傳動(dòng)精度高、工作空間大、機(jī)械傳動(dòng)損耗小、無累積誤差能輸出較大的動(dòng)力，具有有良好的控制功能；此含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的機(jī)器人采用間接驅(qū)動(dòng)方式，還能有效的減小驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)所需要的力矩。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]針對(duì)【背景技術(shù)】所述面臨的種種問題，本發(fā)明的目的在于提供一種并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)焊接機(jī)器人。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)焊接機(jī)器人所采用的技術(shù)方案是:一種并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)焊接機(jī)器人，包括移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)身、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿、末端執(zhí)行器；第三連桿從左到右依次設(shè)置有第一連接部、第二連接部、第三連接部、以及位于第二連接部下方的第四連接部；機(jī)身下端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在移動(dòng)平臺(tái)上，機(jī)身上端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端相連，機(jī)身上端的立桿通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿的第四連接部相連；第一連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿的下端相連，第二連桿的上端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿的第三連接部相連；第四連桿中部通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿的第二連接部相連，第五連桿中部通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿的第一連接部相連，第六連桿在第三連桿一側(cè)其一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿一端相連，第六連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿一端相連，第七連桿在第三連桿相對(duì)第六連桿另一側(cè)其一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿另一端相連，第七連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿另一端相連；第五連桿中部側(cè)向延伸設(shè)置有連接部，該連接部與第八連桿一端形成剛性連接；第九連桿一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第八連桿另一端相連，第九連桿另一端通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第十連桿一端相連接，第十連桿另一端通過第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與末端執(zhí)行器相連；第一轉(zhuǎn)動(dòng)副垂直于移動(dòng)平臺(tái)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第五轉(zhuǎn)動(dòng)副、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副、第七轉(zhuǎn)動(dòng)副、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副旋轉(zhuǎn)軸線相互平行。
[0008]進(jìn)一步地，在每個(gè)連桿相連的關(guān)節(jié)處分別安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0009]進(jìn)一步地，第四連桿兩端在第六轉(zhuǎn)動(dòng)副處相交形成大于90度的夾角；第五連桿兩端在第七轉(zhuǎn)動(dòng)副處相交形成大于90度的夾角。
[0010]進(jìn)一步地，所述第八連桿為中空?qǐng)A柱體，并套設(shè)在第三連桿的連接部及第九連桿外。
[0011]進(jìn)一步地，移動(dòng)平臺(tái)通過安裝在其底部的車輪移動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步地，各連桿制成厚度較薄的輕桿。
[0013]進(jìn)一步地，第二連桿與機(jī)身的立桿相互平行。
[0014]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0015]1.本發(fā)明通過設(shè)置移動(dòng)平臺(tái)，使機(jī)器人擁有幾乎無限大的工作空間和高度的運(yùn)動(dòng)冗余性，并同時(shí)具有移動(dòng)和操作功能，在代替人從事危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下作業(yè)和人所不及的環(huán)境作業(yè)方面，有更大的機(jī)動(dòng)性、靈活性，能作用于更多的場(chǎng)合；
[0016]2.本發(fā)明的機(jī)器人在機(jī)身與末端執(zhí)行器之間利用一個(gè)帶鉸鏈的連桿來連接末端執(zhí)行器，從而可以使末端執(zhí)行器靈活度更高，工作空間增大了，且各連桿做成輕桿，可以使整個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)力性能更好，易于控制，可以使末端執(zhí)行器在小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)360度周角，使機(jī)構(gòu)能適用于更多場(chǎng)合；
[0017]3.本發(fā)明通過兩個(gè)并聯(lián)閉環(huán)子鏈，提高了機(jī)器人機(jī)構(gòu)的剛度，并且并聯(lián)閉環(huán)子鏈機(jī)構(gòu)式的設(shè)計(jì)大大提高機(jī)器人的工作空間，能避免機(jī)器人的死點(diǎn)位置，由各連桿構(gòu)成微調(diào)裝置能使機(jī)器人的作用范圍更大，并且能使機(jī)構(gòu)更好的保持平衡
[0018]4.本發(fā)明的機(jī)器人通過各連桿構(gòu)成的微調(diào)裝置與傳統(tǒng)的帶有局部閉鏈的機(jī)器人相比，本發(fā)明的重心集中在微調(diào)裝置上，從而使得機(jī)器人平衡性好，可以承受更大的力和力矩；
[0019]5.本發(fā)明的機(jī)器人將桿件做成輕桿，從而使得機(jī)器人運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好;
[0020]6.本發(fā)明通過各連桿構(gòu)成的子鏈控制末端執(zhí)行器，能使精度更高。
[0021]為便于貴審查委員能對(duì)本發(fā)明的目的、形狀、構(gòu)造、特征及其功效皆能有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)與了解，并結(jié)合實(shí)施例作詳細(xì)說明。
【【附圖說明】】
[0022]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明移動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明機(jī)身的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明第三連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明第四連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明第五連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明第九連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明第十連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖9為本發(fā)明部分機(jī)構(gòu)連接示意圖；
[0031]圖10為本發(fā)明的工作示意圖。
[0032]【具體實(shí)施方式】的附圖標(biāo)號(hào)說明:
[0033]移動(dòng)平臺(tái)I 機(jī)身2第一連桿3
[0034]第二連桿4 第三連桿5 第四連桿6
[0035]第五連桿7 第六連桿8 第七連桿9
[0036]第八連桿10 第九連桿11 第十連桿12
[0037]第一轉(zhuǎn)動(dòng)副14第二轉(zhuǎn)動(dòng)副15第三轉(zhuǎn)動(dòng)副16
[0038]第四轉(zhuǎn)動(dòng)副17 第五轉(zhuǎn)動(dòng)副18 第六轉(zhuǎn)動(dòng)副19
[0039]第七轉(zhuǎn)動(dòng)副22 第八轉(zhuǎn)動(dòng)副20 第九轉(zhuǎn)動(dòng)副23
[0040]第十轉(zhuǎn)動(dòng)副21 第^^一轉(zhuǎn)動(dòng)副24連接部25
[0041]第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副26第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副27第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副28
[0042]末端執(zhí)行器13
【【具體實(shí)施方式】】
[0043]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)焊接機(jī)器人作進(jìn)一步說明。
[0044]請(qǐng)參閱圖1至圖10，為本發(fā)明一種并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)焊接機(jī)器人，包括移動(dòng)平臺(tái)1、機(jī)身2、第一連桿3、第二連桿4、第三連桿5、第四連桿6、第五連桿7、第六連桿8、第七連桿9、第八連桿10、第九連桿11、第十連桿12、末端執(zhí)行器；
[0045]移動(dòng)平臺(tái)I通過安裝在其底部的車輪移動(dòng)，各連桿制成厚度較薄的輕桿。
[0046]第三連桿5從左到右依次設(shè)置有