[發明專利]一種吸附式并聯加工機器人

有效

• 申請號: 202010594261.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111687864B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 謝福貴;劉辛軍;馬梓健
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 胡大成

本發明公開了一種吸附式并聯加工機器人，包括：加工模塊，加工模塊包括定平臺、動平臺、多個支鏈和執行器，通過多個支鏈的直線運動，以實現多自由度的運動；吸附模塊，吸附模塊包括多條固定吸附支鏈，每條吸附支鏈包括連接支架、吸附裝置、吸附鎖定裝置、全向輪和驅動裝置，用于實現機器人在工件表面的吸附與移動。除鎖定功能以外，鎖定裝置附加有清理功能，能夠實現對機器人上殘存切屑的清理。該機器人具有局部姿態調整靈活、加工效率高、加工范圍廣、拆裝方便、便攜性好、能耗低等優點，可滿足對大型構件移動加工的需求。

技術領域

本發明屬于大型工件加工機器人技術領域，具體涉及一種吸附式并聯加工機器人。

背景技術

隨著航空航天、能源等重點技術領域重大工程項目的逐步實施，大型結構件逐漸成為其中的關鍵核心部件，且需求量巨大。采用傳統加工方式，利用大型專用機床對工件進行包容式加工，存在著工件運輸定位困難、大型機床制造困難、加工設備維護成本高、加工能耗高等諸多不足。

基于移動加工概念的吸附式加工機器人是解決上述問題的一種新方法，其通過加工機器人吸附在大型工件的待加工位置完成對大型構件的加工。但，現有吸附式加工機器人具有以下缺陷：(1)現有的固定吸附式加工機器人需人工將機器人定位于待加工位置進行吸附，當大型構件的待加工表面較多或固定位置較高時，人工安放不僅效率低且存在安全隱患；(2)現有的移動吸附式加工機器人缺少鎖定裝置，僅靠自身吸附力抵抗加工產生的作用力，對于焊接、除銹、噴漆這類加工任務，其自身吸附力尚且足夠；但在進行鉆孔、銑削加工時，若不增加鎖定裝置，在加工時機器人會產生搓動亦或是較大的移動，嚴重影響加工精度與質量；(3)吸附式加工機器人加工時產生的切屑對加工質量存在諸多影響，殘存于吸附裝置中的切屑影響下次吸附效果，導致吸附不牢靠，影響后續加工精度；纏繞在刀具上的切屑對后續加工的表面質量有較大影響；殘存于鎖定裝置的切屑不僅影響吸附鎖定效果，且容易劃傷工件表面。

發明內容

基于上述背景，本發明提出一種具有清理功能的可移動吸附式并聯加工機器人，機器人具有吸附鎖定裝置，加工模塊采用多自由度并聯機構，該機器人各功能配合工作使其具有更好地精度、更廣闊的使用范圍與更高的加工效率。

本發明的技術解決措施如下：

技術方案1：一種吸附式并聯加工機器人，其特征在于，包括：

加工模塊，所述加工模塊包括定平臺、動平臺、多個支鏈和執行器，多個支鏈環繞設置且連接在所述動平臺和定平臺之間，執行器安裝在動平臺上；

吸附模塊，所述吸附模塊包括多條結構相同的固定吸附支鏈，用以實現機器人在工件表面的吸附固定、移動、切屑清理。

技術方案2：根據技術方案1所述的吸附式并聯加工機器人，其特征在于，其中：所述執行器包括主軸頭以及設置在主軸頭下部的加工裝置。

技術方案3：根據技術方案2所述的吸附式并聯加工機器人，其特征在于，其中：所述加工裝置包括拋光裝置、打磨裝置、增材制造裝置、焊接裝置中的一種或幾種。

技術方案4、根據技術方案1或2或3所述的吸附式并聯加工機器人，其特征在于，其中：支鏈數量為三個，三個支鏈結構相同，包括：連接桿、滑塊、U型件、下連接件，所述滑塊套設在所述連接桿外側，兩者之間可發生相對轉動運動與滑動運動；所述連接桿的底部固定連接有U型件，所述U型件上轉動連接有下連接件，其中，所述滑塊與所述定平臺轉動連接，所述下連接件與所述動平臺間轉動連接。

技術方案5、根據技術方案4所述的吸附式并聯加工機器人，其特征在于，其中：所述滑塊和定平臺之間設置有轉動副一，所述滑塊與連接桿之間設置有移動副和轉動副二，所述U型件和下連接件之間設置有轉動副三，所述下連接件和動平臺之間設置有轉動副四。

技術方案6、根據技術方案5所述的吸附式并聯加工機器人，其特征在于，其中：移動副為主動驅動運動副；轉動副三、轉動副四選取為虎克鉸。