一種并聯(lián)可控機構(gòu)式多自由度移動碼垛機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，特別是一種并聯(lián)可控機構(gòu)式多自由度移動碼垛機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]移動機器人，是一個集環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)。它集中了傳感器技術(shù)、信息處理、電子工程、計算機工程、自動化控制工程以及人工智能等多學科的研宄成果，代表機電一體化的最高成就，是目前科學技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。隨著機器人性能不斷地完善，移動機器人的應用范圍大為擴展，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)等行業(yè)中得到廣泛的應用，而且在城市安全、國防和空間探測領(lǐng)域等有害與危險場合得到很好的應用。因此，移動機器人技術(shù)已經(jīng)得到世界各國的普遍關(guān)注。
[0003]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)復雜。工程上現(xiàn)有的帶有局部閉鏈的操作機并沒有解決工業(yè)機器人存在的問題，而含有對稱機構(gòu)式的閉環(huán)子鏈的并聯(lián)機器人的性能比一般的并聯(lián)機構(gòu)更加優(yōu)越，具有工作空間大、剛度高、承載能力強、慣量小和末端執(zhí)行器精度尚等優(yōu)點，能應用在焊接、喂'涂、搬運、裝卸、裝配、碼燥等復雜作業(yè)中，有效的的提尚勞動效率，在產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性方面有很大提高。采用圓柱坐標型和關(guān)節(jié)坐標型的機械手能有效而快捷的對末端機構(gòu)進行控制，并且這種機構(gòu)結(jié)構(gòu)剛度好、機械傳動精度高、工作空間大、機械傳動損耗小、無累積誤差能輸出較大的動力，具有有良好的控制功能。此含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的機器人采用間接驅(qū)動方式，還能有效的減小驅(qū)動關(guān)節(jié)所需要的力矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種并聯(lián)可控機構(gòu)式多自由度移動碼垛機器人，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機器人關(guān)于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達到上述目的:
[0006]一種并聯(lián)可控機構(gòu)式多自由度移動碼垛機器人，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、第九連桿、第十連桿、末端執(zhí)行器及可移動平臺；
[0007]所述第三連桿為“T”字形，第三連接端設(shè)在“T”字形的橫桿和豎桿連接的位置，第一連接端和第四連接端分別位于“T”字形的橫桿的兩端，第三連接端“T”字形的豎桿的下端;
[0008]機身下端通過第一轉(zhuǎn)動副連接在可移動平臺上，機身通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿的一端連接；
[0009]第一連桿的另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第二連桿的一端連接，第二連桿的另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第三連桿的第一連接端連接，機身上端通過第五轉(zhuǎn)動副與第三連桿第二連接端連接；
[0010]第十一連桿的一端通過第六轉(zhuǎn)動副與第三連桿第三連接端連接，第十一連桿的另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第七連桿一端連接，第七連桿的另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第十二連桿的一端連接，第十二連桿的另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第三連桿第四連接端連接；
[0011]第四連桿的一端通過第六轉(zhuǎn)動副與第三連桿第三連接端連接，第四連桿的另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第六連桿的一端連接，第六連桿的另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第五連桿的一端連接，第五連桿的另一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第三連桿第四連接端連接；
[0012]第八連桿的一端剛性連接在第七轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)軸側(cè)壁上，第八連桿的另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與第九連桿一端連接，第九連桿的另一端通過第十三轉(zhuǎn)動副與第十連桿一端連接，第十連桿的另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副與末端執(zhí)行器連接。
[0013]所述第一轉(zhuǎn)動副垂直于可移動平臺，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、第八轉(zhuǎn)動副、第九轉(zhuǎn)動副、第十轉(zhuǎn)動副和第十一轉(zhuǎn)動副旋轉(zhuǎn)軸線相互平行。
[0014]第十一連桿與第十二連桿分別固定連接在第六轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)軸兩端；第四連桿與第五連桿分別固定連接在第六轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)軸兩端。
[0015]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0016]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，微調(diào)裝置能使機器人的作用范圍更大，并且能使機構(gòu)更好的保持平衡；
[0017]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四桿機構(gòu)關(guān)節(jié)上，通過四桿機構(gòu)上的運動副驅(qū)動閉環(huán)鏈運動，從而間接驅(qū)動末端連桿，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；
[0018]3、電機安裝在第五連桿的后面，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)行器可以適應在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復雜作業(yè)中；
[0019]4、機構(gòu)式機構(gòu)與末端執(zhí)行之間用一個帶鉸鏈的連桿和末端執(zhí)行器連接，使執(zhí)行器靈活度更高，工作空間比以往的機器人更大，而且?guī)сq鏈的連桿做成輕桿，可以使整個機構(gòu)動力性能更好且易于控制，可以使末端執(zhí)行器在小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動360度周角，使機構(gòu)能適用于更多場合；
[0020]5、機構(gòu)上的微調(diào)裝置與傳統(tǒng)的帶有局部閉鏈的操作機相比，重心集中在微調(diào)裝置上，機構(gòu)平衡性好，能使機器人機構(gòu)承受更大的力和力矩；
[0021]6、機器人安裝在移動平臺上，這種結(jié)構(gòu)使機器人擁有幾乎無限大的工作空間和高度的運動冗余性，并同時具有移動和操作功能，這是它優(yōu)于移動機器人和傳統(tǒng)的機器人；
[0022]7、移動機器人具有移動功能，在代替人從事危險、惡劣(如輻射、有毒等)環(huán)境下作業(yè)和人所不及的(如宇宙空間、水下等)環(huán)境作業(yè)方面，比一般機器人有更大的機動性、
靈活性。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明所述并聯(lián)可控機構(gòu)式多自由度移動碼垛機器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明所述并聯(lián)可控機構(gòu)式多自由度移動碼垛機器人的可移動平臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明所述并聯(lián)可控機構(gòu)式多自由度移動碼垛機器人的機身結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明所述并聯(lián)可控機構(gòu)式多自由度移動碼垛機器人的第三連桿示意圖。
[0027]圖5為本發(fā)明所述并聯(lián)可控機構(gòu)式多自由度移動碼垛機器人的第四連桿示意圖。
[0028]