[發明專利]機械手臂及其工作空間的確定方法

有效

• 申請號: 201811279753.5
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109079764B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 謝黎;馮晶晶;李明;余杰先;楊裕才;鐘文濤
• 申請（專利權）人: 珠海格力智能裝備有限公司;珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;豐佩印

本發明提供了一種機械手臂及其工作空間的確定方法，該機械手臂包括驅動部、傳動連桿組件、工作連桿組件，傳動連桿組件為多個，多個傳動連桿組件分別與驅動部相連接，工作連桿組件與多個傳動連桿組件可活動地相連接，驅動部可驅動至少一個傳動連桿組件以帶動工作連桿組件移動，以使工作連桿組件的工作部在預設工作空間內作業，驅動部通過傳動連桿組件控制工作連桿組件的工作部在預設工作空間內作業，預設工作空間為各傳動連桿組件移動至傳動極限位置時工作部的幾何中心點，與工作連桿組件移動至聯動極限位置時工作部的幾何中心點之間順次連接圍設成的區域，以此可精確確定機械手臂的工作空間范圍。

技術領域

本發明涉及機器人設備技術領域，具體而言，涉及一種機械手臂及其工作空間的確定方法。

背景技術

機器人的工作空間是為了從幾何方面來探討機器人的工作性能。機器人工作空間的大小代表機器人各關節可以活動的范圍，它是衡量機器人工作能力和性能的一個很重要的運動學指標，在機器人的使用手冊上通常需要給出工作空間。

在機器人的工作空間的計算和表示方法中，常用的有圖解法、解析法和數值解法三種。圖解法是根據機器人的關節參數，根據幾何繪圖法，得到機器人工作空間的截面或剖面圖，直觀顯示工作空間，圖解法的缺點是很難找到工作空間的邊界，特別是對于那種既包含開鏈結構又包含閉鏈結構的4軸碼垛機器人。解析法是通過多次求解包絡線，把工作空間的外部邊界用代數方程的形式表示出來，然而這種方法計算繁瑣，不易理解，直觀性不強。數值法的實質就是盡可能多的選取獨立的關節變量的值，用正向運動學方程算出機器人末端執行器的坐標集合，由于數值解法的解為各個離散的點，求出包絡線比較困難且不精確。

針對上述相關技術中無法高效地找到碼垛機器人的工作空間的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種機械手臂及其工作空間的確定方法，以解決現有技術中無法確定機械手臂的精確工作空間的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種機械手臂，包括：驅動部；傳動連桿組件，傳動連桿組件為多個，多個傳動連桿組件分別與驅動部相連接；工作連桿組件，工作連桿組件與多個傳動連桿組件可活動地相連接，驅動部可驅動至少一個傳動連桿組件以帶動工作連桿組件移動，以使工作連桿組件的工作部在預設工作空間內作業；其中，預設工作空間為各傳動連桿組件移動至傳動極限位置時工作部的幾何中心點，與工作連桿組件移動至聯動極限位置時工作部的幾何中心點之間順次連接圍設成的區域。

進一步地，多個傳動連桿組件包括：第一連桿組件，第一連桿組件與驅動部相連接；第二連桿組件，第二連桿組件與驅動部相連接；工作連桿組件分別與第一連桿組件和第二連桿組件相連接，驅動部可驅動第一連桿組件和/或第二連桿組件動作，以帶動工作連桿組件作業。

進一步地，工作連桿組件包括：第一連桿，第一連桿的第一端與第一連桿組件相連接；第二連桿，第二連桿的第一端與第二連桿組件相連接，第二連桿的第一端與第一連桿的第一端相鉸接；第三連桿，第三連桿的第一端與第二連桿的第二端相鉸接，第三連桿上設置有工作部；第四連桿，第四連桿的第一端與第一連桿的第二端相鉸接，第四連桿的第二端與第三連桿的第二端相鉸接；驅動部可驅動第一連桿組件和/或第二連桿組件動作，以使第三連桿帶動工作部在預設工作空間內作業。

進一步地，驅動部包括第一驅動部和第二驅動部，第一驅動部的輸出軸和第二驅動部的輸出軸同軸設置，第一驅動部的輸出軸與第一連桿組件相連接，第二驅動部的輸出軸與第二連桿組件相連接，第一驅動部驅動第一連桿組件在第一預設角度內運動，第二驅動部驅動第二連桿組件在第二預設角度內運動。