空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人的制作方法
【專利摘要】空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人，包括并聯(lián)的兩個可控微調(diào)四桿機構(gòu)閉環(huán)子鏈和一個串聯(lián)的執(zhí)行機構(gòu)子鏈。所述四桿機構(gòu)閉環(huán)子鏈可控制第一連桿所在四桿機構(gòu)閉環(huán)子鏈所在平面內(nèi)運動，第一連桿和機身的運動可實現(xiàn)動平臺的空間運動。本發(fā)明通過兩個閉環(huán)子鏈和第一連桿的合成運動實現(xiàn)控制，第一連桿第二連桿和機身的連接，從而實現(xiàn)末端執(zhí)行器的空間運動，具有結(jié)構(gòu)緊湊，控制簡單的優(yōu)點，且由連接在機身上的第一連桿進(jìn)行控制，桿件能做成輕桿，機構(gòu)運動慣量小，動力學(xué)性能好，可靠性高，并且機構(gòu)的工作空間大。
【專利說明】空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，特別是空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作空間大等優(yōu)點，相對而言串聯(lián)機器人剛度低，不能應(yīng)用于高速，大承載的場合；并聯(lián)機器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、剛度高且末端執(zhí)行器慣性小等特點，驅(qū)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(tài)響應(yīng)好；但是并聯(lián)機器人的明顯缺點是工作空間小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜。工程上現(xiàn)有的帶有局部閉鏈的操作機如Μ0Τ0ΜΑΝ-ΚIO并沒有解決上述工業(yè)機器人存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機器人所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人，包括機身、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、末端執(zhí)行器和機架，其結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0005]機身一端通過第一轉(zhuǎn)動副連接在機架上，機身另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿的第一連接端連接，第一連桿第二連接端通過第三轉(zhuǎn)動副與第二連桿連接，第一連桿第三連接端通過第四轉(zhuǎn)動副與第三連桿第一個連接端連接；第二連桿第一連接端通過第五轉(zhuǎn)動副與第四連桿一端連接，第二連桿第二個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端連接；第四連桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第三連桿第二個連接端連接，第五連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第三連桿第三個連接端連接，第三連桿第四個連接端通過剛性連接與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第七連桿一端連接，第七連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第八連桿一端連接，第八連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與末端執(zhí)行器連接。
[0006]所述第一轉(zhuǎn)動副垂直于機架，第二轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副、第四轉(zhuǎn)動副、第五轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副、第七轉(zhuǎn)動副和第八轉(zhuǎn)動副旋轉(zhuǎn)軸線相互平行。
[0007]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0008]1、通過兩個并聯(lián)閉環(huán)子鏈，提高了機器人機構(gòu)的剛度，并且閉環(huán)子鏈機構(gòu)式的設(shè)計大大提高機器人的工作空間，能避免機構(gòu)的死點位置，并且能使機構(gòu)更好的保持平衡，使機器人機構(gòu)承受更大的力和力矩；
[0009]2、與傳統(tǒng)的電機是安裝在每個關(guān)節(jié)處的工業(yè)機器人相比，機構(gòu)通過兩個并聯(lián)閉環(huán)子鏈連接的機器人的電機是安裝在第六連桿上，通過第六連桿驅(qū)動閉環(huán)鏈運動，從而間接驅(qū)動第十一轉(zhuǎn)動副，使末端執(zhí)行器的活動度和活動空間更大，能減小能動力矩；
[0010]3、與同類型的機器人機構(gòu)相比較，相同功率下做的功更多；
[0011]4、電機安裝在第三連桿的后面，降低了整個機構(gòu)的重心，而且可以安裝功率較大的電機在機構(gòu)上，使末端執(zhí)行器可以適應(yīng)在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復(fù)雜作業(yè)中；
[0012]5、機器人機構(gòu)在末端執(zhí)行器由機構(gòu)式控制，能使精度更高；
[0013]6、在兩個并聯(lián)閉環(huán)子鏈上，桿件做成輕桿，機構(gòu)運動慣量小，動力學(xué)性能好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明所述空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人的機身結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明所述空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人的第一連桿不意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明所述空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人的第二連桿示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明所述空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人的第三連桿示意圖。
[0019]圖6為本發(fā)明所述空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人的第七連桿示意圖。
[0020]圖7為本發(fā)明所述空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人的第八連桿示意圖。
[0021]圖8為本發(fā)明所述空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人的工作示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0023]對照圖1-圖8，空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人，其結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0024]所述執(zhí)行機構(gòu)子鏈由機身2、第一連桿3、第二連桿4、第三連桿5、第四連桿6、第五連桿7、第六連桿8、第七連桿9、第八連桿10、末端執(zhí)行器11及機架I連接而成，機身2一端通過第一轉(zhuǎn)動副連12接在機架I上，機身2通過第一轉(zhuǎn)動副12驅(qū)動，機身2另一端通過第二轉(zhuǎn)動副13與第一連桿3連接，第一連桿3通過第二轉(zhuǎn)動副13驅(qū)動，第一連桿3第二個連接端通過第三轉(zhuǎn)動副14與第二連桿4 一端連接，第二連桿4通過第三轉(zhuǎn)動副14驅(qū)動，第一連桿3第三連接端通過第四轉(zhuǎn)動副17與第三連桿5 —端連接，第三連桿5通過第四轉(zhuǎn)動副17驅(qū)動，第二連桿4第二個連接端通過第五轉(zhuǎn)動副15與第四連桿6—端連接，第二連桿4第三個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副16與第五連桿7 —端連接，第四連桿6另一端通過第七轉(zhuǎn)動副18與第三連桿5第二個連接端連接，第五連桿7另一端通過第八轉(zhuǎn)動副19與第三連桿5第三個連接端連接，第三連桿5第四個連接端20通過剛性連接與第六連桿8 一端連接，第六連桿8另一端通過第九轉(zhuǎn)動副21與第七連桿9 一端連接，第七連桿9通過第九轉(zhuǎn)動副21驅(qū)動，第七連桿9另一端通過第十轉(zhuǎn)動副22與第八連桿10 —端連接，第八連桿10通過第十轉(zhuǎn)動副22驅(qū)動，第八連桿10另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副23與末端執(zhí)行器11連接，末端執(zhí)行器11通過第十一轉(zhuǎn)動副23驅(qū)動。
[0025]所述第一轉(zhuǎn)動副12垂直于機架1，第二轉(zhuǎn)動副13、第三轉(zhuǎn)動副14、第四轉(zhuǎn)動副17、第五轉(zhuǎn)動副15、第六轉(zhuǎn)動副16、第七轉(zhuǎn)動副18和第八轉(zhuǎn)動副19旋轉(zhuǎn)軸線相互平行。
[0026]機身2和第一連桿3在所在平面內(nèi)的運動可實現(xiàn)末端執(zhí)行器11的空間運動。
【權(quán)利要求】
1.空間可控的含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的多桿六自由度焊接機器人，其特征在于:包括機身、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、末端執(zhí)行器和機架， 機身一端通過第一轉(zhuǎn)動副連接在機架上，機身另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿的第一連接端連接，第一連桿第二連接端通過第三轉(zhuǎn)動副與第二連桿連接，第一連桿第三連接端通過第四轉(zhuǎn)動副與第三連桿第一個連接端連接；第二連桿第一連接端通過第五轉(zhuǎn)動副與第四連桿一端連接，第二連桿第二個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副與第五連桿一端連接；第四連桿另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第三連桿第二個連接端連接，第五連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第三連桿第三個連接端連接，第三連桿第四個連接端通過剛性連接與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第七連桿一端連接，第七連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第八連桿一端連接，第八連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與末端執(zhí)行器連接； 所述第一轉(zhuǎn)動副垂直于機架，第二轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副、第四轉(zhuǎn)動副、第五轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副、第七轉(zhuǎn)動副和第八轉(zhuǎn)動副旋轉(zhuǎn)軸線相互平行。
【文檔編號】B25J9/02GK103737581SQ201310672419
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】蔡敢為, 胥剛, 張 林, 石慧, 王麾, 范雨, 關(guān)卓懷, 王少龍, 王小純, 李巖舟, 溫芳, 楊旭娟, 周曉蓉 申請人:廣西大學(xué)