[發明專利]空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人

有效

• 申請號: 201310672419.7
• 申請日: 2013-12-07
• 公開（公告）號: CN103737581A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 蔡敢為;胥剛;張林;石慧;王麾;范雨;關卓懷;王少龍;王小純;李巖舟;溫芳;楊旭娟;周曉蓉
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/02;B25J9/06;B25J9/18;B23K37/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 韋錦捷;黃永校

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別是空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人。背景技術

傳統的串聯機器人具有結構簡單、成本低、工作空間大等優點，相對而言串聯機器人剛度低，不能應用于高速，大承載的場合；并聯機器人和傳統的串聯機器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結構緊湊、承載能力大、剛度高且末端執行器慣性小等特點，驅動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態響應好；但是并聯機器人的明顯缺點是工作空間小和結構復雜。工程上現有的帶有局部閉鏈的操作機如MOTOMAN-K10并沒有解決上述工業機器人存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人，解決傳統串聯機器人所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。

本發明通過以下技術方案達到上述目的：空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人，包括機身、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、末端執行器和機架，其結構和連接方式為：

機身一端通過第一轉動副連接在機架上，機身另一端通過第二轉動副與第一連桿的第一連接端連接，第一連桿第二連接端通過第三轉動副與第二連桿連接，第一連桿第三連接端通過第四轉動副與第三連桿第一個連接端連接；第二連桿第一連接端通過第五轉動副與第四連桿一端連接，第二連桿第二個連接端通過第六轉動副與第五連桿一端連接；第四連桿另一端通過第七轉動副與第三連桿第二個連接端連接，第五連桿另一端通過第八轉動副與第三連桿第三個連接端連接，第三連桿第四個連接端通過剛性連接與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第九轉動副與第七連桿一端連接，第七連桿另一端通過第十轉動副與第八連桿一端連接，第八連桿另一端通過第十一轉動副與末端執行器連接。

所述第一轉動副垂直于機架，第二轉動副、第三轉動副、第四轉動副、第五轉動副、第六轉動副、第七轉動副和第八轉動副旋轉軸線相互平行。

本發明的突出優點在于：

1、通過兩個并聯閉環子鏈，提高了機器人機構的剛度，并且閉環子鏈機構式的設計大大提高機器人的工作空間，能避免機構的死點位置，并且能使機構更好的保持平衡，使機器人機構承受更大的力和力矩；

2、與傳統的電機是安裝在每個關節處的工業機器人相比，機構通過兩個并聯閉環子鏈連接的機器人的電機是安裝在第六連桿上，通過第六連桿驅動閉環鏈運動，從而間接驅動第十一轉動副，使末端執行器的活動度和活動空間更大，能減小能動力矩；

3、與同類型的機器人機構相比較，相同功率下做的功更多；

4、電機安裝在第三連桿的后面，降低了整個機構的重心，而且可以安裝功率較大的電機在機構上，使末端執行器可以適應在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復雜作業中；

5、機器人機構在末端執行器由機構式控制，能使精度更高；

6、在兩個并聯閉環子鏈上，桿件做成輕桿，機構運動慣量小，動力學性能好。

附圖說明

圖1為本發明所述空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人的結構示意圖。

圖2為本發明所述空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人的機身結構示意圖。

圖3為本發明所述空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人的第一連桿示意圖。

圖4為本發明所述空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人的第二連桿示意圖。

圖5為本發明所述空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人的第三連桿示意圖。

圖6為本發明所述空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人的第七連桿示意圖。

圖7為本發明所述空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人的第八連桿示意圖。

圖8為本發明所述空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人的工作示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明的技術方案作進一步說明。

對照圖1-圖8，空間可控的含并聯閉環子鏈的多桿六自由度焊接機器人，其結構和連接方式為：