[發明專利]一種空間可控的含并聯閉環子鏈的多連桿移動機械手

無效

• 申請號: 201410795279.7
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104552235A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（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
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/00
• 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

本發明涉及機器人領域，特別是一種空間可控的含并聯閉環子鏈的多連桿移動機械手。

背景技術

移動機器人是一個集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多功能于一體的綜合系統。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，是目前科學技術發展最活躍的領域之一。

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并沒有解決工業機器人存在的問題，而含有對稱機構式的閉環子鏈的并聯機器人的性能比一般的并聯機構更加優越，具有工作空間大、剛度高、承載能力強、慣量小和末端執行器精度高等優點，能應用在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復雜作業中，有效的的提高勞動效率，在產品質量和穩定性方面有很大提高。采用圓柱坐標型和關節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。此含并聯閉環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所需要的力矩。

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連桿移動機械手，解決傳統串聯機器人關于所需力矩大，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：

一種空間可控的含并聯閉環子鏈的多連桿移動機械手，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、第十連桿及末端執行器，

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設有第四轉動副，第一連桿第三連接端上設有第三轉動副；

第二連桿一端連接在第三轉動副上，第二連桿另一端通過第五轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第七轉動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端連接在第四轉動副上；

第九連桿一端連接在第三轉動副上，第九連桿另一端通過第六轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第八轉動副與第十連桿一端連接，第十連桿另一端連接在第四轉動副上；

第六連桿一端剛性連接在第四轉動副的轉軸側壁上，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可移動平臺；所述第二轉動副、第三轉動副、第四轉動副、第五轉動副、第六轉動副、第七轉動副與第八轉動副旋轉軸線相互平行。

所述第三連桿與第十連桿分別固定連接在第四轉動副的轉軸兩端；第二連桿與第九連桿分別固定連接在第三轉動副的轉軸兩端。

本發明的突出優點在于：

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，這是它優于移動機器人和傳統的機器人；

2、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，能使機器人機構承受更大的力和力矩；

3、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，通過第六連接驅動閉環鏈運動，從而間接驅動第十一連桿，使末端執行器的活動度和活動空間更大，能減小能動力矩；

4、與同類型的機器人機構相比較，相同功率下做的功更多；

5、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；

6、機器人機構在末端執行器由機構式控制，能使精度更高；

7、可移動平臺1、機身2和第一連桿3在所在平面內的運動可實現末端執行器11的空間運動。

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連桿移動機械手的結構示意圖。