一種多自由度可控工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種多自由度工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類智慧，也可以按照預(yù)先編排的程序執(zhí)行。工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，廣泛適用于沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、機(jī)械加工和簡(jiǎn)單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。
[0003]現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人基本上都屬于關(guān)節(jié)機(jī)器人，機(jī)器人本體機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有平行四邊形結(jié)構(gòu)和側(cè)置式結(jié)構(gòu)兩種形式，因其具有較大工作空間和較為靈活的動(dòng)作得到了廣泛應(yīng)用。但這類傳統(tǒng)開鏈?zhǔn)酱?lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)因其自身結(jié)構(gòu)的限制，電機(jī)都需要安裝在連接處，會(huì)導(dǎo)致手臂重量大、剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累積、機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能較差等問題，由于機(jī)械手臂負(fù)荷量較輕，很難安裝體積、重量較大的工作裝置，高精確度也難保證，液壓式機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)靈活多變運(yùn)動(dòng)軌跡，但又存在液壓漏油、零部件加工維護(hù)成本高的問題。因此這類機(jī)器人機(jī)構(gòu)很難滿足即靈活方便又高精度大載荷的工業(yè)要求。為此急需要一種既能進(jìn)行靈活應(yīng)用又能有較大的負(fù)荷量以夾持各類末端執(zhí)行器完成各種工作任務(wù)的多用途大負(fù)荷高精確度機(jī)器人機(jī)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種多自由度工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，解決傳統(tǒng)開鏈?zhǔn)酱?lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的電機(jī)安裝在其鉸接處，導(dǎo)致手臂重量大、剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累積、機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能較差、負(fù)荷量較輕，難安裝體積、重量較大的工作裝置，難保證高精確度，液壓式機(jī)械臂可實(shí)現(xiàn)靈活多變運(yùn)動(dòng)軌跡，但又存在液壓漏油、零部件加工維護(hù)成本高等問題。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:
[0006]一種多自由度工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括回轉(zhuǎn)平臺(tái)、機(jī)架、第一連桿、第二連桿、第三連桿、輸出臂、第四連桿、第五連桿以及第六連桿；
[0007]所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)架上，
[0008]所述第一連桿一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端相連，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿一端相連，第三連桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在輸出臂上；
[0009]所述第四連桿一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，第四連桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第三連桿上；
[0010]所述第五連桿一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，第五連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿一端相連，第六連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第四連桿上。
[0011]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012]1，采用帶閉環(huán)子鏈的并聯(lián)結(jié)構(gòu)形式，不僅具有傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)器人剛度重量比大，承載能力強(qiáng)、誤差累積小等優(yōu)點(diǎn)，而且比傳統(tǒng)并聯(lián)式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間大，更靈活。
[0013]2，所有伺服電機(jī)均安裝在機(jī)架上，桿件做成輕桿，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好，較好的滿足了各類應(yīng)用需求。
[0014]3，通過在輸出臂上安裝不同用途的末端執(zhí)行器，本機(jī)構(gòu)應(yīng)用到搬運(yùn)、裝卸、焊接、切割、救援等工作中。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述多自由度工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0017]一種多自由度工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括回轉(zhuǎn)平臺(tái)3、機(jī)架1、第一連桿5、第二連桿7、第三連桿10、輸出臂12、第四連桿13、第五連桿18以及第六連桿15 ；
[0018]所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)3通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2連接在機(jī)架I上，
[0019]所述第一連桿5 —端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副4連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，第一連桿5另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副6與第二連桿7 —端相連，第二連桿7另一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副9與第三連桿10 一端相連，第三連桿10另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副11連接在輸出臂12上；
[0020]所述第四連桿13—端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副17連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)3上，第四連桿13另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副8連接在第三連桿10上；
[0021]所述第五連桿18 —端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副19連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)3上，第五連桿18另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副16與第六連桿15 —端相連，第六連桿15另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副14連接在第四連桿13上。
[0022]工作過程及原理:
[0023]所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)3通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2連接在機(jī)架I上，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工作空間內(nèi)任意工作要求?；剞D(zhuǎn)平臺(tái)I可安裝在各類行走裝置或固定裝置上，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副4、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副17和第八轉(zhuǎn)動(dòng)副19處分別裝有伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)多自由度的自由輸出。輸出臂12上可安裝焊槍、噴涂裝置等不同設(shè)備。所有伺服電機(jī)均安裝在機(jī)架I上，桿件均可為輕桿，本機(jī)器人機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好，擴(kuò)展能力強(qiáng)，能滿足高精度大載荷的工作要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多自由度工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括回轉(zhuǎn)平臺(tái)、機(jī)架、第一連桿、第二連桿、第三連桿、輸出臂、第四連桿、第五連桿以及第六連桿； 所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)架上， 所述第一連桿一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端相連，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿一端相連，第三連桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在輸出臂上； 所述第四連桿一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，第四連桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第三連桿上； 所述第五連桿一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，第五連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿一端相連，第六連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第四連桿上。
【專利摘要】一種多自由度工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括回轉(zhuǎn)平臺(tái)、機(jī)架、第一連桿、第二連桿、第三連桿、輸出臂、第四連桿、第五連桿以及第六連桿；所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)架上，所述第一連桿一端通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端相連，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿一端相連，第三連桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在輸出臂上；所述第四連桿一端通過第六轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，第四連桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第三連桿上；所述第五連桿一端通過第八轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，第五連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿一端相連，第六連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第四連桿上。
【IPC分類】B25J9-00
【公開號(hào)】CN104552274
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410826690
【發(fā)明人】蔡敢為, 段銘鈺, 張 林, 黃逸哲, 李榮康, 鄧承祥, 王龍, 張永文, 朱凱君, 李智杰, 王麾, 王小純, 楊旭娟, 李巖舟
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日