[發(fā)明專利]一種用于高精密對接任務(wù)的聯(lián)動型重載六自由度并聯(lián)機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210387651.5
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114654451A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓冬;鄭哲;張超;彭澤欽;郇泉;龔國芳;楊華勇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J18/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明提供了一種用于高精密對接任務(wù)的聯(lián)動型重載六自由度并聯(lián)機器人，其包括六自由度并聯(lián)機器人本體及Z向滑軌機構(gòu)；六自由度并聯(lián)機器人本體包括靜平臺、動平臺及六根并聯(lián)靜壓支撐伺服缸，主要承擔(dān)X向和Y向位移；得益于聯(lián)動型設(shè)計，本發(fā)明中的聯(lián)動型重載六自由度并聯(lián)機器人在Z向長度大大縮減，減少了額外彎矩和動態(tài)誤差，同時也避免了由于液壓流量脈動導(dǎo)致的末端振動。Z向滑軌機構(gòu)采用單靜壓支撐伺服缸作為驅(qū)動元件，主要承擔(dān)對接裝配任務(wù)中Z向位移。本發(fā)明有效降低末端動態(tài)跟蹤誤差，緩解各結(jié)構(gòu)件強度對附加彎矩敏感度，避免懸臂過長引入的共振晃動，大大提升了整體系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于六自由度并聯(lián)機器人設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種用于高精密對接任務(wù)的聯(lián)動型重載六自由度并聯(lián)機器人。

背景技術(shù)

重載六自由度并聯(lián)機器人主要由靜平臺、動平臺及六根伺服缸組成。六根伺服缸并聯(lián)布置，通過球鉸、虎克鉸或萬向節(jié)的方式連接動靜平臺。其具備承載能力高、剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、末端靈活性高等優(yōu)勢，可以對剛體在空間的位置姿態(tài)進(jìn)行完全的精準(zhǔn)控制，從而可對被研究對象開展在任意位姿狀態(tài)下的性能測試，目前已廣泛應(yīng)用于高精度對接裝配任務(wù)中，如運載火箭燃料自動加注、航天產(chǎn)品艙段對接、大飛機的機身機翼等大型重載部件的對接裝配過程中。在實際作業(yè)過程中，一般由視覺測量系統(tǒng)實時反饋目標(biāo)點與機器人動平臺相對位置關(guān)系，接著由運動規(guī)劃器解算出各伺服缸的空間運動曲線。通過建立高精度電液伺服控制策略實現(xiàn)單缸期望位移速度跟蹤，從而保證電液伺服六自由度并聯(lián)機器人完成目標(biāo)主動跟隨或期望空間位姿復(fù)現(xiàn)的任務(wù)。

在實際大型重載部件對接裝配過程中，常規(guī)方案是將部件搭載至重載六自由度并聯(lián)機器人的動平臺上，實現(xiàn)對部件空間位姿的實時調(diào)整。在大型重載部件調(diào)姿過程中，不僅要求重載六自由度并聯(lián)機器人具有大運動范圍，也要求各機械件具有抗彎抗扭的能力。然而現(xiàn)有重載六自由度并聯(lián)機器人僅依靠液壓缸來實現(xiàn)大范圍工作空間，導(dǎo)致機器人整體尺寸偏大。當(dāng)重載六自由度并聯(lián)機器人在Z向尺寸較大時，將導(dǎo)致各液壓缸與靜平臺底座夾角較大，容易因支鏈過長導(dǎo)致末端動態(tài)誤差積累，引入不可避免的振動，降低機器人動態(tài)響應(yīng)精度。此外，單液壓缸行程過長不僅會在末端附加額外彎矩，也對傳感器量程精度提出了更高的要求，增加了整體研發(fā)成本和難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于高精密對接任務(wù)的聯(lián)動型重載六自由度并聯(lián)機器人。

本發(fā)明首先提供了一種用于高精密對接任務(wù)的聯(lián)動型重載六自由度并聯(lián)機器人，其包括六自由度并聯(lián)機器人本體及Z向滑軌機構(gòu)；

所述Z向滑軌機構(gòu)用于實現(xiàn)聯(lián)動型重載六自由度并聯(lián)機器人的Z向位移，其包括聯(lián)動底架、滑軌平板和Z向靜壓支撐伺服缸；其中，滑軌平板水平設(shè)置在聯(lián)動底架的滑軌上，可沿滑軌滑動，所述Z向靜壓支撐伺服缸一端與聯(lián)動底架連接，另一端與滑軌平板相連；Z向靜壓支撐伺服缸能夠帶動滑軌平板沿Z向位移；

所述六自由度并聯(lián)機器人本體主要用于實現(xiàn)聯(lián)動型重載六自由度并聯(lián)機器人X向和Y向位移，其包括靜平臺、動平臺及六根并聯(lián)靜壓支撐伺服缸；其中，靜平臺固定設(shè)置在Z向滑軌機構(gòu)的滑軌平板上，靜平臺與Z軸方向垂直；六根并聯(lián)靜壓支撐伺服缸一端與靜平臺通過萬向節(jié)相連，另一端通過萬向節(jié)與動平臺相連。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述Z向滑軌機構(gòu)還包括Z向左支撐架、Z向第一萬向節(jié)、Z向第二萬向節(jié)、Z向右支撐架；所述Z向靜壓支撐伺服缸一端通過Z向第二萬向節(jié)與Z向右支撐架相連，另一端通過Z向第一萬向節(jié)與Z向左支撐架相連，所述Z向右支撐架固定在聯(lián)動底架的右側(cè)，Z向左支撐架固定在滑軌平板上。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述六自由度并聯(lián)機器人本體還包括靜平臺法蘭、靜平臺萬向節(jié)、動平臺萬向節(jié)、動平臺法蘭；其中靜平臺法蘭固定安裝在靜平臺上，并聯(lián)靜壓支撐伺服缸一端與靜平臺法蘭通過靜平臺萬向節(jié)相連，動平臺法蘭固定安裝在動平臺上，并聯(lián)靜壓支撐伺服缸的另一端通過動平臺萬向節(jié)與動平臺法蘭相連。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的靜平臺包括第一安裝板、第二安裝板、左肋板、右肋板和大肋板；