[發明專利]一種大范圍定位及姿態靈活調整的移動式加工機器人

有效

• 申請號: 201810320745.4
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108621128B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 劉辛軍;謝福貴;張加波;易旺民;孟齊志
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京衛星制造廠有限公司;北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J5/00;B25J11/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

本發明公開了一種大范圍定位及姿態靈活調整的移動式加工機器人，包括：移動車、軌道、五自由度末端姿態調整裝置和二自由度可折展機構，二自由度可折展機構中一級平行四邊形結構安裝在底座上，兩個平行四邊形結構通過中間三角板耦合鏈接，五自由度末端姿態調整裝置連接在二自由度可折展機構末端。軌道設在移動車上，二自由度可折展機構配合在軌道上可實現移動。本發明的加工機器人，將耦合的兩平行四邊形結構裝于軌道上，軌道安裝于移動車上，可實現五自由度末端姿態調整裝置的空間大范圍移動并定位，應對大型結構件對加工裝備的大工作空間需求，易實現大范圍定位及局部靈活姿態調整等功能，可完成大型結構件復雜自由曲面的數控加工。

技術領域

本發明屬于機械設計與制造領域，特別涉及能夠應用于數控加工領域的一種大范圍定位及姿態靈活調整的移動式加工機器人。

背景技術

在機械設計與制造領域，隨著工業水平的發展，機械零部件的服役要求和設計水平不斷提高，其加工制造工藝也變得更加嚴苛和復雜，對現代加工裝備提出新的挑戰。伴隨國家重大項目和工程的實施，大型復雜結構件及大型設備已被廣泛應用于各關鍵領域，如航空航天、船舶艦艇、電力設施等，針對此類結構件對超大工作空間的需求，“大”機床加工“小”工件的傳統思維模式顯然不再適用。

針對以上應用需求，設計一款軌道式大跨度可折展多軸聯動加工裝置，成為滿足所述需求的一種有效途徑。在大型結構件移動加工方面，德國KUKA Moiros采用OmniMove移動平臺，搭載KMR QUANTEC機械臂構成移動加工機器人系統，展示了其在大型結構件加工領域的應用前景。然而，其機械臂采用串聯形式實現，存在誤差積累、運動部件慣量大等問題。與串聯機構不同，并聯機構是由兩個或多個運動學支鏈構成的閉環并能夠控制終端實現一定輸出運動的機構，具有結構緊湊、運動部件質量小、剛度高、動態響應特性好、單位重量上承載能力大、易于實現高速運動等優點，因此成為加工裝備創新設計的理想選擇。

發明內容

本發明的目的是為大型零部件加工提供更好的原理構型及解決方案，提出一種大范圍定位及姿態靈活調整的移動式加工機器人，本發明提出的新型移動式加工機器人，利用耦合的兩個平行四邊形結構以及軌道、移動車，可在大范圍內移動并定位五自由度末端姿態調整裝置，應對大型結構件對加工裝備的大工作空間需求，易實現大范圍定位及局部靈活姿態調整等功能。