[發(fā)明專利]一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210084813.4
• 申請(qǐng)日: 2012-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102601788A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡敢為;潘宇晨;王紅州;高德中;張林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/08
• 分類號(hào): B25J9/08;B23K37/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人。

背景技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動(dòng)控制操作機(jī)(Manipulator)，具有三個(gè)或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途，機(jī)器人最后一個(gè)軸的機(jī)械接口，通常是一個(gè)連接法蘭，可接裝不同工具或稱末端執(zhí)行器。焊接機(jī)器人就是在工業(yè)機(jī)器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊(割)槍的，使之能進(jìn)行焊接，切割或熱噴涂。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界在役的工業(yè)機(jī)器人有近一半為焊接機(jī)器人。而目前各國(guó)生產(chǎn)的焊接用機(jī)器人基本上都屬于關(guān)節(jié)機(jī)器人，絕大部分有6個(gè)軸。其中，1、2、3軸可將末端工具送到不同的空間位置，而4、5、6軸解決工具姿態(tài)的不同要求。傳統(tǒng)上的焊接機(jī)器人大都采用開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)機(jī)構(gòu)，這樣電機(jī)都裝在關(guān)節(jié)處，導(dǎo)致手臂笨重、剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累積等問(wèn)題的出現(xiàn)。本發(fā)明是提供一種多自由度可控機(jī)構(gòu)式新型焊接機(jī)器人，本焊接機(jī)器人采用可控并聯(lián)式機(jī)構(gòu)，能很好解決開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)焊接機(jī)器人的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人，解決傳統(tǒng)自由度數(shù)大于支鏈數(shù)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累積等問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人，包括第一兩自由度閉環(huán)子鏈、第二兩自由度閉環(huán)子鏈和執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈，其機(jī)構(gòu)和鏈接方式為：

所述第一兩自由度閉環(huán)子鏈由第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器以及機(jī)架連接而成，第一直線驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到機(jī)架上，第一直線驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二直線驅(qū)動(dòng)器連接，第二直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到機(jī)架上，

所述第二兩自由度閉環(huán)子鏈由第三直線驅(qū)動(dòng)器、第四直線驅(qū)動(dòng)器以及機(jī)架連接而成，第三直線驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到機(jī)架上，第三直線驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四直線驅(qū)動(dòng)器連接，第四直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到機(jī)架上，

所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈由第一轉(zhuǎn)臺(tái)、第二轉(zhuǎn)臺(tái)、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿以及法蘭盤連接而成，第一轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一直線驅(qū)動(dòng)器連接，第一轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿連接，第一轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿連接，第一連桿另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與法蘭盤連接，第二連桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與法蘭盤連接，第二轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三直線驅(qū)動(dòng)器連接，第二轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿連接，第二轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接，第三連桿另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與法蘭盤和第一連桿連接，第四連桿另一端通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與法蘭盤連接。第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)法蘭盤在空間的自由度運(yùn)動(dòng)，

所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、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)副的旋轉(zhuǎn)軸線相互平行，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、第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副的旋轉(zhuǎn)軸線相互平行，第一連桿與第二連桿等長(zhǎng)平行，第三連桿與第四連桿等長(zhǎng)平行。

本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1、直線驅(qū)動(dòng)器均安裝在機(jī)架上，桿件都可以做成輕桿，有效降低機(jī)構(gòu)重量，機(jī)構(gòu)剛性好、慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好；

2、通過(guò)兩個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的閉環(huán)子鏈控制法蘭盤運(yùn)動(dòng)輸出，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆問(wèn)題求解容易，控制方便；

3、通過(guò)在法蘭盤上安裝各種不同用途的末端執(zhí)行器，本機(jī)構(gòu)可應(yīng)用到抓取、搬運(yùn)、碼垛、裝配等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人第一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人第二結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人第一工作示意圖。

圖4為本發(fā)明所述一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人第二工作示意圖。

圖5為本發(fā)明所述一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人第三工作示意圖。

圖6為本發(fā)明所述一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人第四工作示意圖。

圖7為本發(fā)明所述一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)焊接機(jī)器人第五工作示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。

對(duì)照?qǐng)D1和圖2，一種含閉環(huán)子鏈的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括第一兩自由度閉環(huán)子鏈、第二兩自由度閉環(huán)子鏈和執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈。