本發(fā)明屬于鑄造機(jī)器人設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混聯(lián)式可移動(dòng)重載鑄造機(jī)器人。

背景技術(shù)：

工業(yè)機(jī)器人高度的柔性化能夠滿足現(xiàn)代化綠色鑄造生產(chǎn)中的各種特殊要求，鑄造生產(chǎn)采用機(jī)器人，不僅可把操作工人從繁重、單調(diào)的體力勞動(dòng)中解放出來，節(jié)約勞動(dòng)力，而且還是提高鑄件生產(chǎn)效率、制造精度和質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)鑄造生產(chǎn)機(jī)械化、自動(dòng)化及文明化的重要手段。目前，采用先進(jìn)適用的鑄造新技術(shù)，提高鑄造裝備自動(dòng)化水平，特別是可移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用，是鑄造企業(yè)實(shí)施綠色鑄造生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。因鑄造存在高溫、高粉塵、振動(dòng)、油污、噪聲及電磁干擾的惡劣環(huán)境，且鑄件重量大，因此一般工業(yè)機(jī)器人無法滿足生產(chǎn)需要。鑄造機(jī)器人要能適應(yīng)這樣的工作環(huán)境并正常運(yùn)行，還存在眾多關(guān)鍵技術(shù)急需研究與突破。鑄造機(jī)器人不僅可用于壓鑄、精鑄生產(chǎn)中的鑄件搬運(yùn)和傳送，還可用在砂型鑄造的造型、制芯、下芯、澆注、清理以及檢驗(yàn)等工序中。尤其是在中大型鑄件的生產(chǎn)中，砂芯和鑄件的尺寸、重量都比較大，執(zhí)行取芯、組芯、下芯、澆注和搬運(yùn)作業(yè)難度大，要求高。迫切需要能夠滿足鑄件生產(chǎn)中取芯、組芯、下芯、澆注和搬運(yùn)作業(yè)需求的高柔性、重負(fù)載型鑄造機(jī)器人。

目前，在鑄造生產(chǎn)中所使用的機(jī)器人大多是關(guān)節(jié)式串聯(lián)機(jī)器人，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、工作空間大，但其精度較差、負(fù)載能力小，只能執(zhí)行輕載作業(yè)任務(wù)。難以滿足中大型鑄件生產(chǎn)中的重載作業(yè)任務(wù)需求，作業(yè)精度和效率的提高受到限制?，F(xiàn)有鑄造機(jī)器人的應(yīng)用還僅局限于在固定工位上輔助完成較為簡(jiǎn)單的鑄造作業(yè)任務(wù)，無法適應(yīng)鑄造生產(chǎn)復(fù)雜作業(yè)環(huán)境下移動(dòng)式精確作業(yè)要求。如生產(chǎn)中使用的串聯(lián)式澆注機(jī)器人，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，但由于自由度過少，應(yīng)用場(chǎng)合單一，無法滿足多種場(chǎng)合的使用。普遍應(yīng)用的鑄造機(jī)器人都是由普通機(jī)器人改制過來的。目前，很多中小型鑄件生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中進(jìn)行取芯、組芯、下芯和澆注等作業(yè)時(shí)，多采用人海戰(zhàn)術(shù)，一個(gè)工位一個(gè)工作人員取芯、下芯、組芯和澆注熔體，工作人員還得來回跑動(dòng)，顯得十分繁亂，同時(shí)工作效率低下。砂芯和鑄件的搬運(yùn)作業(yè)多以人工輔助簡(jiǎn)易吊裝設(shè)備為主，少數(shù)采用機(jī)器人的技術(shù)方案中也多為固定位置的串聯(lián)式機(jī)器人配裝氣動(dòng)抓手進(jìn)行作業(yè)，缺乏專業(yè)的可移動(dòng)式的重載鑄造機(jī)器人。尤其在中大型鑄件的澆注作業(yè)過程中，仍然以人工為主，工人勞動(dòng)強(qiáng)調(diào)大，體力消耗多、工作效率低。澆注時(shí)鐵水或鋼水需要用澆包轉(zhuǎn)到生產(chǎn)線上，對(duì)準(zhǔn)澆注口把澆包中的鐵水或鋼水倒在澆注工件的澆注冒口中。目前，澆注鐵水或鋼水是由工人手抬或行車吊運(yùn)沉重的澆包，從高頻電爐處接鐵水或鋼水，再把三、四百斤鐵水或鋼水與澆包移到澆注地點(diǎn)，兩人或多人配合，將澆包慢慢地傾斜，將澆包中的鐵水或鋼水傾倒在工件的澆注口中。此種方法有以下缺點(diǎn)：(1)受工人一次負(fù)重量的影響，澆注件的大小(重量)受到限制，一件鑄件要在很短的時(shí)間里澆注好，如果用二包或更多包的鐵水或鋼水澆注，由于工人的速度慢，則澆注出來的鑄件很容易存在鑄造缺陷等質(zhì)量問題；(2)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境差。鐵水或鋼水的溫度高達(dá)1500℃左右，其工作環(huán)境溫度在40℃以上，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易疲勞；(3)工作環(huán)境危險(xiǎn)，時(shí)刻要小心鐵水或鋼水飛濺，工作人員的人身安全保障存在隱患；(4)工作中運(yùn)輸速度低，澆注速度慢；工作效率低，生產(chǎn)率低，增加了制造成本，延緩了制造進(jìn)度。

針對(duì)鑄件組芯、下芯、澆注和搬運(yùn)中存在的問題，現(xiàn)有專利文獻(xiàn)也提出了一些解決方案。申請(qǐng)?zhí)枮?01610698460.5的中國專利公開了一種自動(dòng)澆注機(jī)器人，由動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、舀取裝置、檢測(cè)裝置等組成，可控制舀勺的旋轉(zhuǎn)速度和角度，但該方案只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的舀取和澆注，機(jī)器人工作空間小，生產(chǎn)效率低。申請(qǐng)?zhí)枮?00910015467.2的中國專利公開了一種鋁活塞澆注機(jī)器人，澆注機(jī)器人的主擺臂、副擺臂、豎直擺臂和連桿形成平行四連桿機(jī)構(gòu)，能夠滿足鋁活塞毛坯鑄造正向或反向傾轉(zhuǎn)隨動(dòng)澆注工藝要求，但該方案柔性差，動(dòng)作節(jié)拍長，生產(chǎn)效率低，舀取鋁液重量重復(fù)量精度及定位精度差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。申請(qǐng)?zhí)枮?01610072679.4的中國專利公開了一種由機(jī)器人控制的澆注裝置，該裝置采用錐齒輪傳動(dòng)，壓縮空氣冷卻管路和風(fēng)機(jī)給澆注裝置持續(xù)冷卻，但同時(shí)對(duì)澆注液也有冷卻作用，使產(chǎn)品質(zhì)量降低。申請(qǐng)?zhí)枮?01611165409.4的中國專利公開了一種鋁活塞高精度澆注機(jī)器人，包括abb六軸工業(yè)機(jī)器人和澆注機(jī)器人，具有多自由度，系統(tǒng)柔性高等特點(diǎn)，該方案采用的是串聯(lián)式的機(jī)器人手臂，工作空間小且運(yùn)動(dòng)過程不平穩(wěn)，影響澆注質(zhì)量。申請(qǐng)?zhí)枮?00710012538.4的中國專利公開了一種新型并聯(lián)澆注機(jī)器人，包括基座，旋轉(zhuǎn)副、轉(zhuǎn)盤、機(jī)體和澆包，通過容積法保證取液的準(zhǔn)確性，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)一套平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)使?jié)舶谝欢ǚ秶鷥?nèi)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)澆包的定位，但其他方向無法保證精確的定位，機(jī)器人工作空間小。申請(qǐng)?zhí)枮?01320665695.6的中國專利公開了一種四關(guān)節(jié)舀湯或澆注機(jī)器人，該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無法進(jìn)行復(fù)雜的澆注工作，澆注時(shí)的定位精度低，結(jié)構(gòu)承載較小。申請(qǐng)?zhí)枮?01120359585.8的中國專利公開了一種機(jī)器人雙澆包澆注臂，包括澆注臂，支撐架，伺服電機(jī)和減速機(jī)，兩個(gè)電機(jī)通過鏈條傳動(dòng)系統(tǒng)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)澆包進(jìn)行澆注，提高了生產(chǎn)效率，但同時(shí)定位精度變差，且兩個(gè)澆包的間距不可調(diào)，僅適合于小型鑄件的澆注。申請(qǐng)?zhí)枮?01510444411.4的中國專利公開了一種地軌移動(dòng)澆注機(jī)械手，澆注機(jī)械手下方安裝底座，通過滑輪在地軌上移動(dòng)，但工作軌跡受軌道限制，靈活性差。申請(qǐng)?zhí)枮?01621367895.3的中國專利提出了一種活塞一機(jī)二模全自動(dòng)鑄造機(jī)的設(shè)計(jì)方案，用固定位置的串聯(lián)式澆注機(jī)器人和簡(jiǎn)易的取件手完成取鋁液、澆注和取鑄件任務(wù)，適合生產(chǎn)線上固定位置的輕載作業(yè)。

在取芯、組芯和下芯方面，申請(qǐng)?zhí)枮?00920140832.8的中國專利公開了一種由砂箱、砂箱定位組件和用于夾持下芯的串聯(lián)式機(jī)械手等組成的鑄造下芯裝置，機(jī)械手只能在限定的范圍內(nèi)作業(yè)，且用于夾持砂芯的執(zhí)行器采用夾板式結(jié)構(gòu)，只能滿足單一性砂芯的作業(yè)要求。申請(qǐng)?zhí)枮?01520331028.3的中國專利公開了一種機(jī)器人自動(dòng)組芯裝置，包括砂芯放置滑臺(tái)和固定位置工作的抓手，在砂芯放置滑臺(tái)上設(shè)有支撐座、調(diào)整偏心輪、定位輪和光電檢測(cè)開關(guān)，在抓手上設(shè)有打膠裝置和檢測(cè)裝置，在打膠裝置上設(shè)有數(shù)個(gè)膠槍，該技術(shù)方案僅僅簡(jiǎn)化了打膠裝置及檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)兩種功能的集成，整個(gè)裝置不可移動(dòng)，工作范圍受限，且不滿足異形砂芯的作業(yè)要求。申請(qǐng)?zhí)枮?01610325766.6的中國專利公開了一種基座式機(jī)器人下芯取件機(jī)構(gòu)，包括澆料機(jī)械臂和下芯取件機(jī)械臂，雖然通過設(shè)置的三工位組芯旋轉(zhuǎn)平臺(tái)可以滿足三工位組芯作業(yè)半徑要求，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，但作業(yè)范圍和對(duì)象仍然受機(jī)器人固定式位置和簡(jiǎn)易末端執(zhí)行器的限制。申請(qǐng)?zhí)枮?01611053848.6的中國專利公開了一種取芯組芯機(jī)器人抓手，包括控制模塊、抓手框架、連接法蘭、抓手左側(cè)夾緊機(jī)構(gòu)模塊、直線滑塊導(dǎo)軌、抓手中間夾緊機(jī)構(gòu)模塊、氣動(dòng)伺服平移機(jī)構(gòu)、抓手右側(cè)夾緊機(jī)構(gòu)模塊，能在左、中、右同時(shí)夾緊一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)砂芯，各模塊獨(dú)立抓取時(shí)可通過氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)模塊實(shí)現(xiàn)砂芯的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，其不足在于抓取時(shí)只能通過活動(dòng)端夾緊臂模塊夾緊砂芯，抓取對(duì)較重砂芯時(shí)不僅夾持點(diǎn)少，而且需要移動(dòng)砂芯，容易造成砂芯破損。

隨著鑄造技術(shù)水平的提高，中大型鑄件的生產(chǎn)及對(duì)鑄件成型過程中的取芯、組芯、下芯、澆注和搬運(yùn)作業(yè)自動(dòng)化的需求也越來越多?，F(xiàn)有技術(shù)方案中多采用固定工位的串聯(lián)式機(jī)械手進(jìn)行作業(yè)，不僅作業(yè)范圍小、運(yùn)動(dòng)受限，而且負(fù)載能力較低，無法滿足中大型鑄件的取芯、組芯、下芯、澆注和搬運(yùn)作業(yè)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種全向輪式可移動(dòng)重載鑄造機(jī)器人，能夠用于中大型鑄件在鑄造成型過程中的取芯、組芯、下芯、澆注和搬運(yùn)等作業(yè)，提高鑄造生產(chǎn)的作業(yè)效率、鑄件質(zhì)量和安全性，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，可克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。

一種混聯(lián)式可移動(dòng)重載鑄造機(jī)器人，包括四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)、回轉(zhuǎn)裝置、立柱組件、升降驅(qū)動(dòng)裝置、并聯(lián)工作臂、末端執(zhí)行器和雙目視覺系統(tǒng)。其中，所述的四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)是本發(fā)明的承載和移動(dòng)平臺(tái)，包括平臺(tái)車架、前驅(qū)動(dòng)輪、后驅(qū)動(dòng)輪、后液壓支腿、可調(diào)液壓支腿、控制器、監(jiān)視器和液壓泵站。在所述的平臺(tái)車架的前后兩端的底部設(shè)有導(dǎo)航傳感器，所述的導(dǎo)航傳感器采用磁導(dǎo)航傳感器或激光掃描器或紅外發(fā)射器或超聲波發(fā)射器，在平臺(tái)車架內(nèi)還設(shè)有數(shù)字式雙軸水平儀，且所述的數(shù)字式雙軸水平儀的測(cè)量精度不低于0.01度；在所述的平臺(tái)車架的前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面中部設(shè)有測(cè)距傳感器，所述的測(cè)距傳感器采用激光測(cè)距傳感器或超聲波測(cè)距傳感器；兩個(gè)前驅(qū)動(dòng)輪安裝在平臺(tái)車架的前端，兩個(gè)后驅(qū)動(dòng)輪安裝在平臺(tái)車架的后端，用于驅(qū)動(dòng)四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)行走；兩條后液壓支腿對(duì)稱安裝在平臺(tái)車架后方的兩個(gè)角上，所述的可調(diào)液壓支腿安裝在平臺(tái)車架的前方兩側(cè)，用于鑄造機(jī)器人在作業(yè)時(shí)進(jìn)行駐點(diǎn)支撐，保證四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)在作業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)原地定位和穩(wěn)定支撐。所述的控制器布置在平臺(tái)車架的后端中部，用于接收安裝在四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)上的各傳感器和安裝在立柱組件頂部的雙目視覺系統(tǒng)中的工業(yè)攝像機(jī)所獲取的傳感信息，并控制四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)、回轉(zhuǎn)裝置、升降驅(qū)動(dòng)裝置、并聯(lián)工作臂和末端執(zhí)行器執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作或任務(wù)指令。所述的監(jiān)視器固定安裝在控制器的頂部，用于顯示導(dǎo)航傳感器、測(cè)距傳感器所獲取的位置、距離信息，數(shù)字式雙軸水平儀測(cè)得的平臺(tái)車架的姿態(tài)參數(shù)，末端執(zhí)行器的位姿參數(shù)以及雙目視覺系統(tǒng)獲取的圖像信息以及本發(fā)明的工作狀態(tài)參數(shù)。所述的液壓泵站固定安裝在平臺(tái)車架的后端左側(cè)，用于為后液壓支腿、可調(diào)液壓支腿或伺服液壓馬達(dá)提供壓力油；所述的回轉(zhuǎn)裝置位于四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)的前端，且通過螺釘固定安裝在平臺(tái)車架上，用于驅(qū)動(dòng)升降驅(qū)動(dòng)裝置、并聯(lián)工作臂和末端執(zhí)行器進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述的立柱組件位于回轉(zhuǎn)裝置的正上方，且立柱組件的底部固定安裝在回轉(zhuǎn)裝置的頂部；所述的升降驅(qū)動(dòng)裝置固定安裝在立柱組件上，且升降驅(qū)動(dòng)裝置的前端與并聯(lián)工作臂的后端通過鉸鏈相連接，用于驅(qū)動(dòng)并聯(lián)工作臂和末端執(zhí)行器進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)。所述的并聯(lián)工作臂為2rpu-2rrpr結(jié)構(gòu)的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，用于支撐并驅(qū)動(dòng)末端執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)前后伸縮移動(dòng)、左右平移、繞水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和繞垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)及姿態(tài)調(diào)整。所述的末端執(zhí)行器安裝在并聯(lián)工作臂的前端，并聯(lián)工作臂的后端安裝在立柱組件上并可沿著立柱組件上下滑移；所述的雙目視覺系統(tǒng)包括工業(yè)攝像機(jī)、圖像采集卡和工業(yè)計(jì)算機(jī)，用于采集、分析和處理工業(yè)攝像機(jī)在工作現(xiàn)場(chǎng)獲取的圖像信息，識(shí)別和判斷砂芯組件、鑄件、砂箱和澆口的幾何形狀和姿態(tài)；所述的工業(yè)攝像機(jī)有兩部，且均設(shè)有l(wèi)ed照明光源，所述的圖像采集卡集成安裝在監(jiān)視器內(nèi)，所述的工業(yè)計(jì)算機(jī)集成安裝在控制器內(nèi)，所述的工業(yè)攝像機(jī)與圖像采集卡通過數(shù)據(jù)線相連接，所述的圖像采集卡與工業(yè)計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線相連接。

所述的前驅(qū)動(dòng)輪和后驅(qū)動(dòng)輪均采用麥克納姆全向輪；所述的末端執(zhí)行器具體的可以采用澆包或兩爪夾板式氣動(dòng)抓手或三指式同步氣動(dòng)手爪或多指異步式氣動(dòng)抓手，所述的夾爪手指的對(duì)數(shù)范圍為4-12，且每一對(duì)夾爪手指之間通過一個(gè)雙向作用的手指氣缸獨(dú)立連接與控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)每對(duì)夾爪手指獨(dú)立松開與夾緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)異形砂芯或鑄件的貼合式有效抓取。

為了提高本發(fā)明的四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)在駐點(diǎn)停車時(shí)的平衡性和大負(fù)載作業(yè)時(shí)抗傾覆的能力，所述的后液壓支腿和垂直支腿的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力采用電液伺服油缸或電液步進(jìn)式液壓缸；所述的可調(diào)液壓支腿不僅可以左右擺動(dòng)調(diào)節(jié)，還可以伸長或縮短。所述的可調(diào)液壓支腿包括支腿箱、伸縮臂、垂直支腿、支腿伸縮缸和擺角調(diào)節(jié)缸。其中，所述的支腿箱為中空結(jié)構(gòu)，支腿箱的后端與平臺(tái)車架通過鉸鏈相連接，且在支腿箱的后端設(shè)有角度傳感器，用于檢測(cè)支腿箱左右擺動(dòng)的角度；所述的伸縮臂的后端套裝在支腿箱內(nèi)并可在支腿箱內(nèi)滑移；所述的支腿伸縮缸安裝在支腿箱內(nèi)，用于驅(qū)動(dòng)伸縮臂沿著支腿箱滑移，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可調(diào)液壓支腿的伸縮功能，支腿伸縮缸的前后兩端分別與伸縮臂、支腿箱通過鉸鏈相連接；所述的垂直支腿的頂部固定安裝在伸縮臂的前部末端；所述的擺角調(diào)節(jié)缸的兩端分別與平臺(tái)車架、支腿箱通過鉸鏈相連接，所述的支腿伸縮缸和擺角調(diào)節(jié)缸采用雙作用液壓缸，用于驅(qū)動(dòng)支腿箱、伸縮臂和垂直支腿繞支腿箱后端的鉸鏈軸線左右擺動(dòng)。在支腿伸縮缸上還設(shè)有位移傳感器，用于檢測(cè)伸縮臂相對(duì)支腿箱移動(dòng)的位移。后液壓支腿與可調(diào)液壓支腿可根據(jù)平臺(tái)車架內(nèi)的數(shù)字式雙軸水平儀測(cè)得四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于水平面的靜態(tài)傾斜角度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)在駐點(diǎn)支撐時(shí)的自平衡功能。

所述的回轉(zhuǎn)裝置包括回轉(zhuǎn)底座、回轉(zhuǎn)體、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、回轉(zhuǎn)齒輪、內(nèi)齒圈和回轉(zhuǎn)頂蓋。其中，所述的回轉(zhuǎn)底座通過螺釘固定安裝在平臺(tái)車架上；所述的回轉(zhuǎn)體套裝在回轉(zhuǎn)底座內(nèi)，且與回轉(zhuǎn)底座之間通過一個(gè)徑向軸承和兩個(gè)止推軸承相連接，所述的徑向軸承采用圓柱滾子型徑向軸承，所述的止推軸承為圓柱滾子型止推軸承；所述的回轉(zhuǎn)馬達(dá)固定安裝在回轉(zhuǎn)底座的下方，用于驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)體和回轉(zhuǎn)頂蓋進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述的回轉(zhuǎn)齒輪安裝在回轉(zhuǎn)馬達(dá)的輸出軸上；所述的內(nèi)齒圈通過螺釘固定安裝在回轉(zhuǎn)體內(nèi)，且與回轉(zhuǎn)齒輪保持內(nèi)嚙合；所述的回轉(zhuǎn)頂蓋固定安裝在回轉(zhuǎn)體的頂部，且與回轉(zhuǎn)體通過螺釘相連接，在所述的回轉(zhuǎn)頂蓋的底部中心還設(shè)有角度傳感器，用于測(cè)量回轉(zhuǎn)體和回轉(zhuǎn)頂蓋相對(duì)回轉(zhuǎn)底座的轉(zhuǎn)動(dòng)角度；所述的回轉(zhuǎn)馬達(dá)采用伺服減速電機(jī)或伺服液壓馬達(dá)。

所述的立柱組件包括立柱底座、立柱和頂梁。其中，所述的立柱底座位于回轉(zhuǎn)頂蓋的上方且與回轉(zhuǎn)頂蓋通過螺釘相固連，所述的立柱有兩個(gè)，呈左右對(duì)稱布置在立柱底座與頂梁之間，且與立柱底座、頂梁均固連；在其中一個(gè)立柱的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有大位移傳感器，用于測(cè)量并聯(lián)工作臂在立柱上滑移運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移參數(shù)；在兩個(gè)立柱的前側(cè)面上均固定安裝有前直線導(dǎo)軌，在兩個(gè)立柱的后側(cè)面上均固定安裝有后直線導(dǎo)軌，且所述的后直線導(dǎo)軌采用ω型直線導(dǎo)軌；進(jìn)一步地，所述的大位移傳感器可采用直線式磁柵傳感器或直線型光柵傳感器或直線式感應(yīng)同步器。所述的兩部工業(yè)攝像機(jī)固定安裝在頂梁的前端兩側(cè)，且與頂梁之間通過兩自由度云臺(tái)相連接。

所述的升降驅(qū)動(dòng)裝置包括升降馬達(dá)、主動(dòng)鏈輪、前導(dǎo)向鏈輪、后導(dǎo)向鏈輪、鏈條和配重塊。其中，所述的主動(dòng)鏈輪、前導(dǎo)向鏈輪、后導(dǎo)向鏈輪和鏈條的數(shù)量均為二，且呈左右對(duì)稱布置在立柱組件上；所述的升降馬達(dá)固定安裝在頂梁的頂部中間位置，用于為主動(dòng)鏈輪的旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)并聯(lián)工作臂進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)；兩個(gè)主動(dòng)鏈輪位于頂梁的中部?jī)蓚?cè)，且固定安裝在升降馬達(dá)的輸出軸上，兩個(gè)前導(dǎo)向鏈輪固定安裝在頂梁的前側(cè)面上，兩個(gè)后導(dǎo)向鏈輪固定安裝在頂梁的后側(cè)面上；所述的鏈條的前端與并聯(lián)工作臂的后端頂部通過鉸鏈相連接，鏈條的后端與配重塊通過鉸鏈相連接，且所述的鏈條同時(shí)與主動(dòng)鏈輪、前導(dǎo)向鏈輪、后導(dǎo)向鏈輪保持嚙合；所述的配重塊位于立柱的后側(cè)，用于平衡并聯(lián)工作臂和末端執(zhí)行器的重量，在所述的配重塊的前端設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱布置的后滑塊且與立柱上的后直線導(dǎo)軌通過滑移副相連接，左右兩個(gè)配重塊之間通過u型連桿相連接。所述的配重塊采用分體式結(jié)構(gòu)，配重塊的重量可根據(jù)末端執(zhí)行器的負(fù)載大小進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)也可沿著前后方向增加配重塊的數(shù)量，且前后布置的配重塊之間通過螺釘相連接。所述的升降馬達(dá)采用伺服減速電機(jī)或伺服液壓馬達(dá)。

所述的并聯(lián)工作臂包括工作臂安裝座、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈和第四支鏈。其中，所述的工作臂安裝座位于立柱的前側(cè)，在所述的工作臂安裝座的后端面上設(shè)有四個(gè)對(duì)稱布置的后滑塊且與立柱的前直線導(dǎo)軌通過滑移副相連接；所述的第一支鏈與第三支鏈的結(jié)構(gòu)完全相同，其機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均為rpu結(jié)構(gòu)，且呈左右對(duì)稱布置在工作臂安裝座上；所述的第二支鏈與第四支鏈的結(jié)構(gòu)完全相同，其機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均為rrpr結(jié)構(gòu)，且呈上下對(duì)稱布置在工作臂安裝座上。從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看，所述的并聯(lián)工作臂與末端執(zhí)行器一起構(gòu)成一個(gè)具有空間兩個(gè)平移和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。所述的工作臂安裝座即為并聯(lián)工作臂與末端執(zhí)行器所構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的定平臺(tái)，末端執(zhí)行器即為并聯(lián)工作臂與末端執(zhí)行器所構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)。所述的并聯(lián)工作臂、末端執(zhí)行器與立柱組件、回轉(zhuǎn)裝置一起構(gòu)成一個(gè)具有空間三個(gè)平移兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共五個(gè)自由度的混聯(lián)機(jī)構(gòu)，其中繞垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)為冗余自由度。

所述的第一支鏈包括第一前萬向節(jié)、第一伸縮組和第一后鉸鏈。其中，所述的第一后鉸鏈的內(nèi)側(cè)端與工作臂安裝座相固連，所述的第一伸縮組的后端與第一后鉸鏈的外側(cè)端通過滑移副相連接，所述的第一伸縮組的前端與第一前萬向節(jié)的后端相固連，第一前萬向節(jié)的前端與末端執(zhí)行器相固連。第二支鏈包括第一前鉸鏈、第二伸縮組、第二后鉸鏈和第一垂直鉸鏈。其中，所述的第一前鉸鏈的前端與末端執(zhí)行器相固連，所述的第二伸縮組的前端與第一前鉸鏈的后端相固連，所述的第二伸縮組的后端與第二后鉸鏈的上端通過滑移副相連接，所述的第一垂直鉸鏈的下端與第二后鉸鏈的上端固連，所述的第一垂直鉸鏈的頂部固定安裝在工作臂安裝座上。第四支鏈包括第二前鉸鏈、第四伸縮組、第四后鉸鏈和第二垂直鉸鏈。其中，所述的第二前鉸鏈的前端與末端執(zhí)行器相固連，所述的第四伸縮組的前端與第二前鉸鏈的后端相固連，所述的第四伸縮組的后端與第四后鉸鏈的下端通過滑移副相連接，所述的第二垂直鉸鏈的上端與第四后鉸鏈的下端固連，所述的第二垂直鉸鏈的底部固定安裝在工作臂安裝座上，所述的第一垂直鉸鏈的下端與第二垂直鉸鏈的上端相固連。所述的第一后鉸鏈的軸線與第一前萬向節(jié)的十字軸的一條軸線相平行，所述的第一前萬向節(jié)的十字軸的水平軸線與第三支鏈的第二前萬向節(jié)的十字軸的水平軸線保持同軸；所述的第一前鉸鏈的軸線與第二后鉸鏈的軸線相平行，所述的第一前鉸鏈的軸線垂直于第一垂直鉸鏈的軸線，第一垂直鉸鏈與第二垂直鉸鏈保持同軸，第一前鉸鏈的軸線與第二前鉸鏈的軸線相平行，第二前鉸鏈的軸線與第四后鉸鏈的軸線相平行；第一后鉸鏈、第一垂直鉸鏈、第二垂直鉸鏈與第三支鏈上的第三后鉸鏈的軸線均保持相互平行，從而保證了并聯(lián)工作臂與末端執(zhí)行器一起構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有確定的空間內(nèi)兩個(gè)平移和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。

所述的第一伸縮組包括第一伸縮架、第一螺桿、第一滑塊和第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)。其中，所述的第一伸縮架的前端與第一前萬向節(jié)的后端相固連；所述的第一螺桿的兩端通過軸承座安裝在第一伸縮架上，所述的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝在第一伸縮架的后端且與第一螺桿的后端通過聯(lián)軸器相連接，用于驅(qū)動(dòng)第一滑塊沿著第一螺桿進(jìn)行伸長或縮短；所述的第一滑塊通過兩條平行的直線導(dǎo)軌安裝在第一伸縮架的內(nèi)側(cè)，且與第一螺桿通過螺紋相連接；所述的第一滑塊與工作臂安裝座通過第一后鉸鏈相連接；所述的第二伸縮組、第三伸縮組、第四伸縮組與第一伸縮組的結(jié)構(gòu)完全相同。

使用時(shí)，先根據(jù)鑄造作業(yè)的任務(wù)選擇合適的末端執(zhí)行器，執(zhí)行澆注任務(wù)時(shí)選擇澆包作為末端執(zhí)行器，執(zhí)行取芯、組芯、下芯和搬運(yùn)任務(wù)時(shí)，尤其是當(dāng)作業(yè)對(duì)象為異形砂芯和異形鑄件時(shí)，可選擇多指異步式氣動(dòng)抓手作為末端執(zhí)行器。然后，根據(jù)作業(yè)要求啟動(dòng)前驅(qū)動(dòng)輪、后驅(qū)動(dòng)輪使四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)在車間內(nèi)移動(dòng)行走至指定作業(yè)位置，再根據(jù)作業(yè)姿態(tài)和高度要求分別調(diào)整回轉(zhuǎn)裝置、升降驅(qū)動(dòng)裝置，通過調(diào)整本發(fā)明的并聯(lián)工作臂將末端執(zhí)行器調(diào)整到合適的作業(yè)姿態(tài)和作業(yè)高度，并聯(lián)工作臂的姿態(tài)調(diào)整通過驅(qū)動(dòng)各支鏈上滑塊沿著螺桿向前或向后移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。在執(zhí)行駐點(diǎn)作業(yè)時(shí)，尤其是針對(duì)重量比較大的鑄件的澆注和裝運(yùn)時(shí)，由于前驅(qū)動(dòng)輪、后驅(qū)動(dòng)輪可能產(chǎn)生打滑或失穩(wěn)，進(jìn)而會(huì)影響鑄造機(jī)器人的作業(yè)精度，需要調(diào)節(jié)可調(diào)液壓支腿的擺角，并同時(shí)將后液壓支腿與可調(diào)液壓支腿的垂直支腿伸長，實(shí)現(xiàn)四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)的駐點(diǎn)穩(wěn)定支撐。導(dǎo)航傳感器、測(cè)距傳感器位置、距離信息、雙目視覺系統(tǒng)獲取的圖像信息、末端執(zhí)行器的垂直位移和轉(zhuǎn)角信息以及鑄造機(jī)器人的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)參數(shù)等均在監(jiān)視器上直觀顯示，鑄造機(jī)器人的姿態(tài)調(diào)整和作業(yè)任務(wù)等信息分析和處理任務(wù)由控制器分析完成。

本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的四輪全向輪驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)長距離靈活穩(wěn)定行走；后液壓支腿與可調(diào)液壓支腿可根據(jù)平臺(tái)車架內(nèi)的數(shù)字式雙軸水平儀測(cè)得四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于水平面的靜態(tài)傾斜角度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)駐點(diǎn)自平衡支撐，既保證了鑄造機(jī)器人在重負(fù)載條件下的長距離穩(wěn)定行走，又能提高作業(yè)的支撐穩(wěn)定性；除了四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)可全向移動(dòng)行走外，機(jī)器人本體還具有升降、前后伸縮、左右平移三個(gè)移動(dòng)和分別繞垂直軸、繞水平軸的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共五個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，回轉(zhuǎn)裝置、升降驅(qū)動(dòng)裝置可分別實(shí)現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)和升降調(diào)節(jié)，四自由度并聯(lián)工作臂可對(duì)末端執(zhí)行器進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，明顯擴(kuò)大了機(jī)器人的工作空間，提高了鑄造機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性；本發(fā)明的末端執(zhí)行器還可根據(jù)工作需要更換為澆包或兩爪夾板式氣動(dòng)抓手或三指式同步氣動(dòng)手爪或多指異步式氣動(dòng)抓手，以滿足中大型鑄件的取芯、組芯、下芯、澆注和搬運(yùn)等不同作業(yè)的需求，提高鑄造生產(chǎn)中組芯、下芯、澆注和搬運(yùn)作業(yè)的效率、質(zhì)量和安全性，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。尤其是多指異步式氣動(dòng)抓手的采用可以滿足異形砂芯、鑄件的貼合式有效抓取的作業(yè)需求，可避免在組芯、下芯過程中損傷砂芯或鑄件，提高了作業(yè)的穩(wěn)定性、安全性和適應(yīng)性，通過安裝在平臺(tái)車架上的導(dǎo)航傳感器、測(cè)距傳感器、數(shù)字式雙軸水平儀、回轉(zhuǎn)裝置上的角度傳感器、升降裝置上的大位移傳感器和工業(yè)攝像機(jī)多傳感器信息融合，自動(dòng)完成鑄造機(jī)器人自平衡控制與位置判斷、砂芯與鑄件的識(shí)別、砂箱和澆口的識(shí)別，砂芯組件和鑄件的抓取、安放以及澆注等鑄造作業(yè)任務(wù)，自動(dòng)化程度高、工作效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低；本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備占用空間小、生產(chǎn)成本低、安全性高、適應(yīng)性強(qiáng)、末端執(zhí)行器更換方便、操作維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，可克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的立柱組件與升降驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的回轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖2的a-a向視圖；

圖6為本發(fā)明的并聯(lián)工作臂的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的可調(diào)液壓支腿(不含擺角調(diào)節(jié)缸)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明的并聯(lián)工作臂的第一支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的并聯(lián)工作臂的第二支鏈與第四支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明的多指異步式氣動(dòng)抓手的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明的末端執(zhí)行器換裝多指異步式氣動(dòng)抓手時(shí)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

具體實(shí)施方式一：

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖7和圖11所示，一種混聯(lián)式可移動(dòng)重載鑄造機(jī)器人，包括四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1、回轉(zhuǎn)裝置2、立柱組件3、升降驅(qū)動(dòng)裝置4、并聯(lián)工作臂5、末端執(zhí)行器6和雙目視覺系統(tǒng)7。其中，所述的四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1是本發(fā)明的承載和移動(dòng)平臺(tái)，包括平臺(tái)車架11、前驅(qū)動(dòng)輪12、后驅(qū)動(dòng)輪13、后液壓支腿14、可調(diào)液壓支腿15、控制器16、監(jiān)視器17和液壓泵站18。在所述的平臺(tái)車架11的前后兩端的底部設(shè)有導(dǎo)航傳感器111，所述的導(dǎo)航傳感器111采用磁導(dǎo)航傳感器或激光掃描器或紅外發(fā)射器或超聲波發(fā)射器，在平臺(tái)車架11內(nèi)還設(shè)有數(shù)字式雙軸水平儀，且所述的數(shù)字式雙軸水平儀的測(cè)量精度不低于0.01度；在所述的平臺(tái)車架11的前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面中部設(shè)有測(cè)距傳感器112，所述的測(cè)距傳感器采用激光測(cè)距傳感器或超聲波測(cè)距傳感器；兩個(gè)前驅(qū)動(dòng)輪12安裝在平臺(tái)車架11的前端，兩個(gè)后驅(qū)動(dòng)輪13安裝在平臺(tái)車架11的后端，用于驅(qū)動(dòng)四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1移動(dòng)行走；兩條后液壓支腿14對(duì)稱安裝在平臺(tái)車架11后方的兩個(gè)角上，所述的可調(diào)液壓支腿15安裝在平臺(tái)車架11的前方兩側(cè)，用于鑄造機(jī)器人在作業(yè)時(shí)進(jìn)行駐點(diǎn)支撐，保證四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1在作業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)原地定位和穩(wěn)定支撐。所述的控制器16布置在平臺(tái)車架11的后端中部，用于接收安裝在四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1上的各傳感器和安裝在立柱組件3頂部的雙目視覺系統(tǒng)7中的工業(yè)攝像機(jī)所獲取的傳感信息，并控制四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1、回轉(zhuǎn)裝置2、升降驅(qū)動(dòng)裝置4、并聯(lián)工作臂5和末端執(zhí)行器6執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作或任務(wù)指令。所述的監(jiān)視器17固定安裝在控制器16的頂部，用于顯示導(dǎo)航傳感器111、測(cè)距傳感器112所獲取的位置、距離信息，數(shù)字式雙軸水平儀測(cè)得的平臺(tái)車架11的姿態(tài)參數(shù)，末端執(zhí)行器6的位姿參數(shù)以及雙目視覺系統(tǒng)7獲取的圖像信息以及本發(fā)明的工作狀態(tài)參數(shù)。所述的液壓泵站18固定安裝在平臺(tái)車架11的后端左側(cè)，用于為后液壓支腿14、可調(diào)液壓支腿15或伺服液壓馬達(dá)提供壓力油；所述的回轉(zhuǎn)裝置2位于四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1的前端，且通過螺釘固定安裝在平臺(tái)車架11上，用于驅(qū)動(dòng)升降驅(qū)動(dòng)裝置4、并聯(lián)工作臂5和末端執(zhí)行器6進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述的立柱組件3位于回轉(zhuǎn)裝置2的正上方，且立柱組件3的底部固定安裝在回轉(zhuǎn)裝置1的頂部；所述的升降驅(qū)動(dòng)裝置4固定安裝在立柱組件3上，且升降驅(qū)動(dòng)裝置4的前端與并聯(lián)工作臂5的后端通過鉸鏈相連接，用于驅(qū)動(dòng)并聯(lián)工作臂5和末端執(zhí)行器6進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)。所述的并聯(lián)工作臂5為2rpu-2rrpr結(jié)構(gòu)的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，用于支撐并驅(qū)動(dòng)末端執(zhí)行器6實(shí)現(xiàn)前后伸縮移動(dòng)、左右平移、繞水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和繞垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)及姿態(tài)調(diào)整。所述的末端執(zhí)行器6安裝在并聯(lián)工作臂5的前端，并聯(lián)工作臂5的后端安裝在立柱組件3上并可沿著立柱組件3上下滑移；所述的雙目視覺系統(tǒng)7包括工業(yè)攝像機(jī)、圖像采集卡和工業(yè)計(jì)算機(jī)，用于采集、分析和處理工業(yè)攝像機(jī)在工作現(xiàn)場(chǎng)獲取的圖像信息，識(shí)別和判斷砂芯組件、鑄件、砂箱和澆口的幾何形狀和姿態(tài)；所述的工業(yè)攝像機(jī)有兩部，且均設(shè)有l(wèi)ed照明光源，所述的圖像采集卡集成安裝在監(jiān)視器17內(nèi)，所述的工業(yè)計(jì)算機(jī)集成安裝在控制器16內(nèi)，所述的工業(yè)攝像機(jī)與圖像采集卡通過數(shù)據(jù)線相連接，所述的圖像采集卡與工業(yè)計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線相連接。

如圖1、圖3和圖11所示，所述的前驅(qū)動(dòng)輪12和后驅(qū)動(dòng)輪13均采用麥克納姆全向輪；所述的末端執(zhí)行器6采用澆包，用于執(zhí)行鑄造生產(chǎn)中的澆注作業(yè)功能。

如圖1、圖3、圖4和圖11所示，所述的回轉(zhuǎn)裝置2包括回轉(zhuǎn)底座21、回轉(zhuǎn)體22、回轉(zhuǎn)馬達(dá)23、回轉(zhuǎn)齒輪24、內(nèi)齒圈25和回轉(zhuǎn)頂蓋26。其中，所述的回轉(zhuǎn)底座21通過螺釘固定安裝在平臺(tái)車架11上；所述的回轉(zhuǎn)體22套裝在回轉(zhuǎn)底座21內(nèi)，且與回轉(zhuǎn)底座21之間通過一個(gè)徑向軸承和兩個(gè)止推軸承相連接，所述的徑向軸承采用圓柱滾子型徑向軸承，所述的止推軸承為圓柱滾子型止推軸承；所述的回轉(zhuǎn)馬達(dá)23固定安裝在回轉(zhuǎn)底座21的下方，用于驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)體22和回轉(zhuǎn)頂蓋26進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述的回轉(zhuǎn)齒輪24安裝在回轉(zhuǎn)馬達(dá)23的輸出軸上；所述的內(nèi)齒圈25通過螺釘固定安裝在回轉(zhuǎn)體22內(nèi)，且與回轉(zhuǎn)齒輪24保持內(nèi)嚙合；所述的回轉(zhuǎn)頂蓋26固定安裝在回轉(zhuǎn)體22的頂部，且與回轉(zhuǎn)體22通過螺釘相連接，在所述的回轉(zhuǎn)頂蓋26的底部中心還設(shè)有角度傳感器，用于測(cè)量回轉(zhuǎn)體22和回轉(zhuǎn)頂蓋26相對(duì)回轉(zhuǎn)底座21的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

如圖1、圖2、圖5和圖11所示，所述的立柱組件3包括立柱底座31、立柱32和頂梁33。其中，所述的立柱底座31位于回轉(zhuǎn)頂蓋26的上方且與回轉(zhuǎn)頂蓋26通過螺釘相固連，所述的立柱32有兩個(gè)，呈左右對(duì)稱布置在立柱底座31與頂梁33之間，且與立柱底座31、頂梁33均固連；在其中一個(gè)立柱32的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有大位移傳感器，用于測(cè)量并聯(lián)工作臂5在立柱上滑移運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移參數(shù)；在兩個(gè)立柱32的前側(cè)面上均固定安裝有前直線導(dǎo)軌321，在兩個(gè)立柱32的后側(cè)面上均固定安裝有后直線導(dǎo)軌322，且所述的后直線導(dǎo)軌322采用ω型直線導(dǎo)軌；進(jìn)一步地，所述的大位移傳感器可采用直線式磁柵傳感器或直線型光柵傳感器或直線式感應(yīng)同步器。所述的兩部工業(yè)攝像機(jī)固定安裝在頂梁33的前端兩側(cè)，且與頂梁33之間通過兩自由度云臺(tái)相連接。

如圖1、圖2、圖5和圖11所示，所述的升降驅(qū)動(dòng)裝置4包括升降馬達(dá)41、主動(dòng)鏈輪42、前導(dǎo)向鏈輪43、后導(dǎo)向鏈輪44、鏈條45和配重塊46。其中，所述的主動(dòng)鏈輪42、前導(dǎo)向鏈輪43、后導(dǎo)向鏈輪44和鏈條45的數(shù)量均為二，且呈左右對(duì)稱布置在立柱組件3上；所述的升降馬達(dá)41固定安裝在頂梁33的頂部中間位置，用于為主動(dòng)鏈輪42的旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)并聯(lián)工作臂5進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)；兩個(gè)主動(dòng)鏈輪42位于頂梁33的中部?jī)蓚?cè)，且固定安裝在升降馬達(dá)41的輸出軸上，兩個(gè)前導(dǎo)向鏈輪43固定安裝在頂梁33的前側(cè)面上，兩個(gè)后導(dǎo)向鏈輪44固定安裝在頂梁33的后側(cè)面上；所述的鏈條45的前端與并聯(lián)工作臂5的后端頂部通過鉸鏈相連接，鏈條45的后端與配重塊46通過鉸鏈相連接，且所述的鏈條45同時(shí)與主動(dòng)鏈輪42、前導(dǎo)向鏈輪43、后導(dǎo)向鏈輪44保持嚙合；所述的配重塊46位于立柱32的后側(cè)，用于平衡并聯(lián)工作臂5和末端執(zhí)行器6的重量，在所述的配重塊46的前端設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱布置的后滑塊461且與立柱32上的后直線導(dǎo)軌322通過滑移副相連接，左右兩個(gè)配重塊46之間通過u型連桿462相連接。所述的配重塊46采用分體式結(jié)構(gòu)，配重塊的重量可根據(jù)末端執(zhí)行器6的負(fù)載大小進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)也可沿著前后方向增加配重塊46的數(shù)量，且前后布置的配重塊46之間通過螺釘相連接。

如圖1、圖2、圖5、圖7、圖8、圖9和圖11所示，所述的并聯(lián)工作臂5包括工作臂安裝座51、第一支鏈52、第二支鏈53、第三支鏈54和第四支鏈55。其中，所述的工作臂安裝座51位于立柱32的前側(cè)，在所述的工作臂安裝座51的后端面上設(shè)有四個(gè)對(duì)稱布置的后滑塊511且與立柱32的前直線導(dǎo)軌321通過滑移副相連接；所述的第一支鏈52與第三支鏈54的結(jié)構(gòu)完全相同，其機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均為rpu結(jié)構(gòu)，且呈左右對(duì)稱布置在工作臂安裝座51上；所述的第二支鏈53與第四支鏈55的結(jié)構(gòu)完全相同，其機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均為rrpr結(jié)構(gòu)，且呈上下對(duì)稱布置在工作臂安裝座51上。從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看，所述的并聯(lián)工作臂5與末端執(zhí)行器6一起構(gòu)成一個(gè)具有空間兩個(gè)平移和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。所述的工作臂安裝座51即為并聯(lián)工作臂5與末端執(zhí)行器6所構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的定平臺(tái)，末端執(zhí)行器6即為并聯(lián)工作臂5與末端執(zhí)行器6所構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)。所述的并聯(lián)工作臂5、末端執(zhí)行器6與立柱組件3、回轉(zhuǎn)裝置2一起構(gòu)成一個(gè)具有空間三個(gè)平移兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共五個(gè)自由度的混聯(lián)機(jī)構(gòu)，其中繞垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)為冗余自由度。

具體實(shí)施方式二：

如圖1、圖7、圖8、圖9和圖11所示，所述的第一支鏈52包括第一前萬向節(jié)521、第一伸縮組522和第一后鉸鏈523。其中，所述的第一后鉸鏈523的內(nèi)側(cè)端與工作臂安裝座51相固連，所述的第一伸縮組522的后端與第一后鉸鏈523的外側(cè)端通過滑移副相連接，所述的第一伸縮組522的前端與第一前萬向節(jié)521的后端相固連，第一前萬向節(jié)521的前端與末端執(zhí)行器6相固連。第二支鏈53包括第一前鉸鏈531、第二伸縮組532、第二后鉸鏈533和第一垂直鉸鏈534。其中，所述的第一前鉸鏈531的前端與末端執(zhí)行器6相固連，所述的第二伸縮組532的前端與第一前鉸鏈531的后端相固連，所述的第二伸縮組532的后端與第二后鉸鏈533的上端通過滑移副相連接，所述的第一垂直鉸鏈534的下端與第二后鉸鏈533的上端固連，所述的第一垂直鉸鏈534的頂部固定安裝在工作臂安裝座51上。第四支鏈55包括第二前鉸鏈551、第四伸縮組552、第四后鉸鏈553和第二垂直鉸鏈554。其中，所述的第二前鉸鏈551的前端與末端執(zhí)行器6相固連，所述的第四伸縮組552的前端與第二前鉸鏈551的后端相固連，所述的第四伸縮組552的后端與第四后鉸鏈553的下端通過滑移副相連接，所述的第二垂直鉸鏈554的上端與第四后鉸鏈553的上端固連，所述的第二垂直鉸鏈554的底部固定安裝在工作臂安裝座51上，所述的第一垂直鉸鏈534的下端與第二垂直鉸鏈554的上端相固連，即共用一個(gè)鉸鏈框架56。所述的第一后鉸鏈523的軸線與第一前萬向節(jié)521的十字軸的一條軸線相平行，所述的第一前萬向節(jié)521的十字軸的水平軸線與第三支鏈54的第二前萬向節(jié)541的十字軸的水平軸線保持同軸；所述的第一前鉸鏈531的軸線與第二后鉸鏈533的軸線相平行，所述的第一前鉸鏈531的軸線垂直于第一垂直鉸鏈534的軸線，第一垂直鉸鏈534與第二垂直鉸鏈554保持同軸，第一前鉸鏈531的軸線與第二前鉸鏈551的軸線相平行，第二前鉸鏈551的軸線與第四后鉸鏈553的軸線相平行；第一后鉸鏈523、第一垂直鉸鏈534、第二垂直鉸鏈554與第三支鏈54上的第三后鉸鏈543的軸線均保持相互平行，從而保證了并聯(lián)工作臂5與末端執(zhí)行器6一起構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有確定的空間內(nèi)兩個(gè)平移和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。

如圖1、圖7、圖8、圖9和圖11所示，所述的第一伸縮組522包括第一伸縮架5221、第一螺桿5222、第一滑塊5223和第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)5224。其中，所述的第一伸縮架5221的前端與第一前萬向節(jié)521的后端相固連；所述的第一螺桿5222的兩端通過軸承座安裝在第一伸縮架5221上，所述的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)5224固定安裝在第一伸縮架5221的后端且與第一螺桿5222的后端通過聯(lián)軸器相連接，用于驅(qū)動(dòng)第一滑塊5223沿著第一螺桿5222進(jìn)行伸長或縮短；所述的第一滑塊5223通過兩條平行的直線導(dǎo)軌安裝在第一伸縮架5221的內(nèi)側(cè)，且與第一螺桿5222通過螺紋相連接；所述的第一滑塊5223與工作臂安裝座51通過第一后鉸鏈523相連接；所述的第二伸縮組532、第三伸縮組542、第四伸縮組552與第一伸縮組522的結(jié)構(gòu)完全相同。所述的第一伸縮組522、第二伸縮組532、第三伸縮組542、第四伸縮組552在并聯(lián)工作臂5中起移動(dòng)副的作用，其驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分別由第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)5224、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)5324、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)5424和第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)5524提供。

如此設(shè)計(jì)，用伸縮組實(shí)現(xiàn)并聯(lián)工作臂5的四條支鏈中移動(dòng)副的功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，既可以保證第一支鏈52、第二支鏈53、第三支鏈54和第四支鏈55中移動(dòng)副的結(jié)構(gòu)剛度、抗扭能力，使驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)的螺桿只承受軸向載荷，不承受剪切力和扭力，能有效降低移動(dòng)副中驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的成本；通過嚴(yán)格限定第一支鏈52、第二支鏈53、第三支鏈54和第四支鏈55中前萬向節(jié)、前鉸鏈、后鉸鏈及垂直鉸鏈的軸線之間的尺度約束類型，即限定各軸線之間的平行、同軸或垂直的關(guān)系，可以唯一限定本發(fā)明中并聯(lián)工作臂5與末端執(zhí)行器6所構(gòu)成的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)能按照設(shè)定的空間兩個(gè)平移和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度進(jìn)行準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)調(diào)整。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：

如圖1、圖10和圖11所示，所述的末端執(zhí)行器6具體的采用多指異步式氣動(dòng)抓手，所述的多指異步式氣動(dòng)抓手包括氣爪連接座6-1、連接支架6-2、氣爪安裝板6-3、夾爪手指6-4和手指氣缸6-5。其中，所述的氣爪連接座6-1固定安裝在并聯(lián)工作臂5的前端；所述的連接支架6-2的上端與氣爪連接座6-1固連，連接支架6-2的下端與氣爪安裝板6-3的頂部固連，且在連接支架6-2的中部還設(shè)有加強(qiáng)連桿6-21；在所述的氣爪安裝板6-3的底部設(shè)有導(dǎo)向套6-31，在所述的夾爪手指6-4的下端內(nèi)側(cè)設(shè)有防滑橡膠6-41，在所述的夾爪手指6-4的上端內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)向桿6-42，所述的導(dǎo)向桿6-42套裝在導(dǎo)向套6-31內(nèi)，且與導(dǎo)向套6-31之間通過直線軸承相連接；所述的手指氣缸6-5固定安裝在氣爪安裝板6-3上，手指氣缸6-5的兩端分別與兩個(gè)夾爪手指6-4通過鉸鏈相連接，所述的手指氣缸6-5為雙作用氣缸；在所述的氣爪安裝板6-3的頂部還設(shè)有電磁換向閥、安全閥。夾爪手指6-4的導(dǎo)向桿6-42在手指氣缸6-5的驅(qū)動(dòng)下，可沿著導(dǎo)向套6-31滑移，實(shí)現(xiàn)安裝在同一個(gè)手指氣缸6-5兩端的夾爪手指6-4進(jìn)行松開與夾緊的動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)每對(duì)夾爪手指6-4獨(dú)立松開與夾緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)異形砂芯或鑄件的貼合式有效抓取。所述的夾爪手指6-4的對(duì)數(shù)范圍為4-12。如此設(shè)計(jì)，用多指異步式氣動(dòng)抓手替換澆包，用于抓取砂芯組件、整體砂芯或鑄件，可以使本發(fā)明具備組芯、下芯和搬運(yùn)鑄件的功能，進(jìn)一步擴(kuò)大了本發(fā)明的使用功能。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一或具體實(shí)施方式二相同。

具體實(shí)施方式四：

如圖1、圖4和圖11所示，本實(shí)施方式中的回轉(zhuǎn)馬達(dá)23采用伺服減速電機(jī)。如此設(shè)計(jì)，直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速高，配合相應(yīng)的rv精密減速器可以提供較大的扭矩；另外，直流伺服電機(jī)還可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，可實(shí)現(xiàn)較高的傳動(dòng)精度。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一、二或三相同。

具體實(shí)施方式五：

如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式中的升降馬達(dá)41采用伺服減速電機(jī)。如此設(shè)計(jì)，直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速高，配合相應(yīng)的rv精密減速器可以提供較大的扭矩；另外，直流伺服電機(jī)還可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，可實(shí)現(xiàn)較高的傳動(dòng)精度。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一、二、三或四相同。

具體實(shí)施方式六：

如圖1、圖3、圖6和圖11所示，本實(shí)施方式中的可調(diào)液壓支腿15不僅可以左右擺動(dòng)調(diào)節(jié)，還可以伸長或縮短。所述的可調(diào)液壓支腿15包括支腿箱151、伸縮臂152、垂直支腿153、支腿伸縮缸154和擺角調(diào)節(jié)缸155。其中，所述的支腿箱151為中空結(jié)構(gòu)，支腿箱151的后端與平臺(tái)車架11通過鉸鏈相連接，且在支腿箱151的后端設(shè)有角度傳感器，用于檢測(cè)支腿箱151左右擺動(dòng)的角度；所述的伸縮臂152的后端套裝在支腿箱151內(nèi)并可在支腿箱151內(nèi)滑移；所述的支腿伸縮缸154安裝在支腿箱151內(nèi)，用于驅(qū)動(dòng)伸縮臂152沿著支腿箱151滑移，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可調(diào)液壓支腿15的伸縮功能，支腿伸縮缸154的前后兩端分別與伸縮臂152、支腿箱151通過鉸鏈相連接；所述的垂直支腿153的頂部固定安裝在伸縮臂152的前部末端；所述的擺角調(diào)節(jié)缸155的兩端分別與平臺(tái)車架11、支腿箱151通過鉸鏈相連接，所述的支腿伸縮缸154和擺角調(diào)節(jié)缸155采用雙作用液壓缸，用于驅(qū)動(dòng)支腿箱151、伸縮臂152和垂直支腿153繞支腿箱151后端的鉸鏈軸線左右擺動(dòng)。在支腿伸縮缸154上還設(shè)有位移傳感器，用于檢測(cè)伸縮臂152相對(duì)支腿箱151移動(dòng)的位移。后液壓支腿14和垂直支腿153的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力采用電液伺服油缸或電液步進(jìn)式液壓缸。如此設(shè)計(jì)，后液壓支腿14與可調(diào)液壓支腿15可根據(jù)平臺(tái)車架11內(nèi)的數(shù)字式雙軸水平儀測(cè)得四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1相對(duì)于水平面的靜態(tài)傾斜角度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1在駐點(diǎn)支撐時(shí)的自平衡功能，還可以提高本發(fā)明的四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1在大負(fù)載作業(yè)時(shí)抗傾覆的能力。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一、二、三、四或五相同。

使用時(shí)，先根據(jù)鑄造作業(yè)的任務(wù)選擇合適的末端執(zhí)行器6，執(zhí)行澆注任務(wù)時(shí)選擇澆包作為末端執(zhí)行器，執(zhí)行取芯、組芯、下芯和搬運(yùn)任務(wù)時(shí)，尤其是當(dāng)作業(yè)對(duì)象為異形砂芯和異形鑄件時(shí)，可選擇多指異步式氣動(dòng)抓手作為末端執(zhí)行器。然后，根據(jù)作業(yè)要求啟動(dòng)前驅(qū)動(dòng)輪12、后驅(qū)動(dòng)輪13使四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1在車間內(nèi)移動(dòng)行走至指定作業(yè)位置，再根據(jù)作業(yè)姿態(tài)和高度要求分別調(diào)整回轉(zhuǎn)裝置2、升降驅(qū)動(dòng)裝置4，通過第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)5224、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)5324、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)5424和第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)5524的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)調(diào)整本發(fā)明的并聯(lián)工作臂5將末端執(zhí)行器6調(diào)整到合適的作業(yè)姿態(tài)和作業(yè)高度。在執(zhí)行駐點(diǎn)作業(yè)時(shí)，尤其是針對(duì)重量比較大的鑄件的澆注和裝運(yùn)時(shí)，由于前驅(qū)動(dòng)輪12、后驅(qū)動(dòng)輪13可能產(chǎn)生打滑或失穩(wěn)，進(jìn)而會(huì)影響鑄造機(jī)器人的作業(yè)精度，需要將調(diào)節(jié)可調(diào)液壓支腿15的擺角，并同時(shí)將后液壓支腿14與可調(diào)液壓支腿15的垂直支腿153伸長，實(shí)現(xiàn)四驅(qū)輪式移動(dòng)平臺(tái)1的駐點(diǎn)穩(wěn)定支撐。導(dǎo)航傳感器、測(cè)距傳感器位置、距離信息、雙目視覺系統(tǒng)獲取的圖像信息、末端執(zhí)行器的垂直位移和轉(zhuǎn)角信息以及鑄造機(jī)器人的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)參數(shù)等均在監(jiān)視器17上直觀顯示，鑄造機(jī)器人的姿態(tài)調(diào)整和作業(yè)任務(wù)等信息分析和處理任務(wù)由控制器16完成。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。