[發(fā)明專利]一種具有多自由度的機構式移動機械手

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410794673.9
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104526690A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設計）人: 蔡敢為;王麾;范雨;王少龍;李智杰;張永文;朱凱君;王龍;王小純;李巖舟;楊旭娟;溫芳
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J5/00;B25J18/00;B25J19/00
• 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: 黃永校

技術領域

本發(fā)明涉及機器人領域，特別是一種具有多自由度的機構式移動機械手。

背景技術

移動機器人的研究始于60年代末期。斯坦福研究院(SRI)的Nils?Nilssen和Charles?Rosen等人，在1966年至1972年中研發(fā)出了取名Shakey的自主移動機器人。目的是研究應用人工智能技術，在復雜環(huán)境下機器人系統(tǒng)的自主推理、規(guī)劃和控制。

根據(jù)移動方式來分，可分為：輪式移動機器人、步行移動機器人(單腿式、雙腿式和多腿式)、履帶式移動機器人、爬行機器人、蠕動式機器人和游動式機器人等類型；按工作環(huán)境來分，可分為：室內移動機器人和室外移動機器人；按控制體系結構來分，可分為:功能式(水平式)結構機器人、行為式(垂直式)結構機器人和混合式機器人；按功能和用途來分，可分為:醫(yī)療機器人、軍用機器人、助殘機器人、清潔機器人等。

并聯(lián)機器人具有無累積誤差、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，而含有對稱機構式的閉環(huán)子鏈的并聯(lián)機器人的性能比一般的并聯(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，在產品質量和穩(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)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有多自由度的機構式移動機械手，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機器人關于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。

本發(fā)明通過以下技術方案達到上述目的：

一種具有多自由度的機構式移動機械手，包括可移動平臺、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、第九連桿、第十連桿、第十一連桿、第十二連桿、第十三連桿、第十四連桿及末端執(zhí)行器；

所述第六連桿為“L”形，第二連接端位于“L”形的拐角處，第三連接端與第一連接端分別位于“L”形的豎直上端和水平右端；

機身下端通過第一轉動副連接在可移動平臺上，機身上端通過第五轉動副與第六連桿的第一連接端連接；

第十三連桿一端固定連接在第七轉動副的轉軸一端，第七轉動副位于第六連桿第二連接端，第十三連桿另一端通過第八轉動副與第八連桿一端連接，第八連桿另一端通過第九轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端固定連接在第十轉動副的轉軸一端，第十轉動副位于第六連桿第三連接端；

第四連桿一端固定連接在第七轉動副的轉軸另一端，第四連桿另一端通過第四轉動副與第七連桿一端連接，第七連桿另一端通過第十一轉動副與第十四連桿一端連接，第十四連桿另一端固定連接在第十轉動副的轉軸另一端；

第一連桿一端連接在第二轉動副的轉軸一端，第二轉動副位于第五轉動副與第一轉動副之間的機身上，第一連桿另一端通過第三轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端在第四轉動副上；

第十二連桿一端連接在第二轉動副的轉軸另一端，第十二連桿另一端通過第六轉動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端在第四轉動副上；

第九連桿一端剛性連接在第十轉動副的轉軸側面上，第九連桿另一端通過第十二轉動副與第十連桿一端連接，第十連桿另一端通過第十三轉動副與第十一連桿一端連接，第十一連桿另一端通過第十四轉動副與末端執(zhí)行器連接。

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、第九轉動副、第十轉動副、第十一轉動副、第十二連桿、第十三連桿與第十四連桿旋轉軸線相互平行。

本發(fā)明的突出優(yōu)點在于：

1、機器人安裝在移動平臺上，這種結構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，這是它優(yōu)于移動機器人和傳統(tǒng)的機器人；

2、通過兩個并聯(lián)閉環(huán)子鏈，提高了機器人機構的剛度，并且閉環(huán)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，微調裝置能使機器人的作用范圍更大，并且能使機構更好的保持平衡；