[發(fā)明專利]一種空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多連桿移動焊接機器人

無效

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• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104476051A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 蔡敢為;王麾;李智杰;張永文;李榮康;朱凱君;王龍;王小純;李巖舟;楊旭鵑
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B25J9/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

【技術領域】

本發(fā)明涉及機器人領域，尤指一種空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多連桿移動焊接機器人。

【背景技術】

移動機器人是一個集環(huán)境感知、動態(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、信息處理、電子工程、計算機工程、自動化控制工程以及人工智能等多學科的研究成果，代表機電一體化的最高成就，是目前科學技術發(fā)展最活躍的領域之一。

傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人具有結構簡單、成本低、工作空間大等優(yōu)點，相對而言串聯(lián)機器人剛度低，不能應用于高速，大承載的場合。

并聯(lián)機器人和串聯(lián)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(zhí)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(tài)響應好。但是并聯(lián)機器人的明顯缺點是工作空間小和結構復雜，工程上現(xiàn)有的帶有局部閉鏈的操作機如MOTOMAN-K10并沒有解決工業(yè)機器人存在的問題。

本技術方案的機器人設有對稱結構的閉環(huán)子鏈故性能比一般的并聯(lián)機構更加優(yōu)越，具有工作空間大、剛度高、承載能力強、慣量小和末端執(zhí)行器精度高等優(yōu)點，能應用在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復雜作業(yè)中，有效的的提高勞動效率，在產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性方面有很大提高；采用圓柱坐標型和關節(jié)坐標型的機械手能有效而快捷的對末端機構進行控制，并且這種機構結構剛度好、機械傳動精度高、工作空間大、機械傳動損耗小、無累積誤差能輸出較大的動力，具有有良好的控制功能；此含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的機器人采用間接驅動方式，還能有效的減小驅動關節(jié)所需要的力矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

針對背景技術所述面臨的種種問題，本發(fā)明的目的在于提供一種空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多連桿移動焊接機器人。

為達到上述目的，本發(fā)明一種空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多連桿移動焊接機器人所采用的技術方案是：一種空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多連桿移動焊接機器人，包括移動平臺、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(zhí)行器；第一連桿具有第一連接端、與第一連接端相對的第二連接端、以及位于第一連接端下方的第三連接端；機身下端通過第一轉動副連接在移動平臺上，上端通過第二轉動副與第一連桿的第三連接端相連；第二連桿中部通過第三轉動副與第一連桿的第一連接端相連，第三連桿中部通過第四轉動副與第一連桿的第二連接端相連接；第四連桿一端在第一連桿一側通過第五轉動副與第二連桿一端相連，另一端通過第六轉動副與第三連桿一端相連；第五連桿一端在第一連桿相對第四連桿另一側通過第七轉動副與第二連桿另一端相連，另一端通過第八轉動副與第三連桿另一端相連；第三連桿中部側向延伸設置有連接部，該連接部與第六連桿一端形成剛性連接；第七連桿一端通過第九轉動副與第六連桿另一端相連，另一端通過第十轉動副與第八連桿一端相連接；第八連桿另一端通過第十一轉動副與末端執(zhí)行器相連；第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿及第五連桿構成兩個并聯(lián)閉環(huán)子鏈，機身、第一連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿及末端執(zhí)行器構成一個串聯(lián)的執(zhí)行機構子鏈，所述第一轉動副垂直于可移動平臺，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、第八轉動副旋轉軸線相互平行。

進一步地，第一轉動副、第二轉動副、第三轉動副、第四轉動副、第九轉動副、第十轉動副及第十一轉動副上分別安裝有驅動電機。

進一步地，第二連桿兩端在第三轉動副處相交形成大于90度的夾角；第三連桿兩端在第四轉動副處相交形成大于90度的夾角。

進一步地，機身包括圓形座體及連接在圓形座體上的兩支架，所述第一連桿的第三連接端位于兩支架之間。

進一步地，所述第六連桿為中空圓柱體，并套設在第三連桿的連接部及第七連桿外。

進一步地，移動平臺通過安裝在其底部的車輪移動。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明通過設置移動平臺，使機器人擁有幾乎無限大的工作空間和高度的運動冗余性，并同時具有移動和操作功能，在代替人從事危險、惡劣環(huán)境下作業(yè)和人所不及的環(huán)境作業(yè)方面，有更大的機動性、靈活性，能作用于更多的場合；

2.本發(fā)明由第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿及第五連桿組成兩個并聯(lián)閉環(huán)子鏈，提高了機器人機構的剛度，并且并聯(lián)閉環(huán)子鏈的設計大大提高了機器人的工作空間，可以避免機器人的死點位置，并且可以使機器材人更好的保持平衡，可以使機器人機構承受更大的力和力矩；