一種可控機(jī)構(gòu)式變胞輪式移動焊接機(jī)器人的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種可控機(jī)構(gòu)式變胞輪式移動焊接機(jī)器人。【【背景技術(shù)】】
[0002]移動機(jī)器人是一個(gè)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(jì)算機(jī)工程、自動化控制工程以及人工智能等多學(xué)科的研宄成果，代表機(jī)電一體化的最高成就，是目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。
[0003]變胞機(jī)構(gòu)是近年來學(xué)者提出的重要概念，是可變自由度或可變構(gòu)件數(shù)目的新型機(jī)構(gòu)，這類機(jī)構(gòu)除了具有類似可展式機(jī)構(gòu)的高度可縮和可展性外，還可改變拓?fù)鋱D并導(dǎo)致變自由度，具有多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化等特征，可以根據(jù)功能需求或環(huán)境等的變化，適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場合。
[0004]并聯(lián)機(jī)器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)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(diǎn)，驅(qū)動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運(yùn)動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應(yīng)好；但是并聯(lián)機(jī)器人的明顯缺點(diǎn)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(jī)如M0T0MAN-K10并沒有解決工業(yè)機(jī)器人存在的問題。
[0005]本技術(shù)方案對稱機(jī)構(gòu)式的閉環(huán)子鏈的并聯(lián)機(jī)器人的性能比一般的并聯(lián)機(jī)構(gòu)更加優(yōu)越，具有工作空間大、剛度高、承載能力強(qiáng)、慣量小和末端執(zhí)行器精度高等優(yōu)點(diǎn)，能應(yīng)用在焊接、噴涂、搬運(yùn)、裝卸、裝配、碼垛等復(fù)雜作業(yè)中，有效的的提高勞動效率，在產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性方面有很大提高，且機(jī)構(gòu)式變胞焊接機(jī)器人能有效而快捷的對末端機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，并且這種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)剛度好、機(jī)械傳動精度高、工作空間大、機(jī)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，適合的場合和工作狀態(tài)更多；此含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的機(jī)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。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]針對【背景技術(shù)】所述面臨的種種問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可控機(jī)構(gòu)式變胞輪式移動焊接機(jī)器人。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種可控機(jī)構(gòu)式變胞輪式移動焊接機(jī)器人所采用的技術(shù)方案是:一種可控機(jī)構(gòu)式變胞輪式移動焊接機(jī)器人，包括移動平臺、機(jī)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、第一液壓桿、第二液壓桿、第一支架、第二支架、以及末端執(zhí)行器；由移動平臺、機(jī)身、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第一液壓桿、第二液壓桿、第一支架及第二支架構(gòu)成帶并聯(lián)閉環(huán)子鏈的變胞執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈，由移動平臺、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿及末端執(zhí)行器構(gòu)成串聯(lián)執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈；機(jī)身沿其長度方向依次設(shè)置有第一連接部、第二連接部、第三連接部及第四連接部，其中，第一連接部位于機(jī)身的底部，第四連接部位于機(jī)身的頂部；機(jī)身的第一連接部通過第一轉(zhuǎn)動副連接在移動平臺上，機(jī)身的第二連接部通過第一固定副與第一支架一端相連，機(jī)身的第三連部通過第二固定副與第二支架一端相連，機(jī)身的第四連接部通過第三固定副與第三支架一端相連；第一連桿上端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一支架另一端相連，第一連桿下端通過第三轉(zhuǎn)動副與第二連桿下端相連，第二連桿上端通過第四轉(zhuǎn)動副與第三連桿一端相連；第一液壓桿一端通過第五轉(zhuǎn)動副連接在第三連桿中部位置，第一液壓桿另一端通過第一移動副與第二液壓桿一端相連，第二液壓桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副與第二支架另一端相連；第四連桿一端通過第七轉(zhuǎn)動副與第三支架另一端相連，第四連接桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副第五連桿一端相連，第三連桿相對連接第二連桿的另一端通過第九轉(zhuǎn)動副連接在第七轉(zhuǎn)動副與第八轉(zhuǎn)動副之間的第四連桿上；第五連桿相對連接第四連桿的另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第六連桿一端相連，第六連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第七連桿一端相連，第七連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與第八連桿一端相連，第八連桿另一端通過第十三轉(zhuǎn)動副與末端執(zhí)行器相連；其中，所述第五轉(zhuǎn)動副與第八轉(zhuǎn)動副，第四轉(zhuǎn)動副與第十轉(zhuǎn)動副在機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中結(jié)合進(jìn)行變胞運(yùn)動，所述第一轉(zhuǎn)動副垂直于移動平臺，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)動副和第九轉(zhuǎn)動副、第十轉(zhuǎn)動副旋轉(zhuǎn)軸線相互平行。
[0008]進(jìn)一步地，第一轉(zhuǎn)動副上安裝有驅(qū)動電機(jī)。
[0009]進(jìn)一步地，移動平臺通過安裝在其底部的車輪移動。
[0010]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0011]1.本發(fā)明通過設(shè)置移動平臺，使機(jī)器人擁有幾乎無限大的工作空間和高度的運(yùn)動冗余性，并同時(shí)具有移動和操作功能，在代替人從事危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下作業(yè)和人所不及的環(huán)境作業(yè)方面，有更大的機(jī)動性、靈活性，能作用于更多的場合；
[0012]2.本發(fā)明的機(jī)器人在工作過程中，可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)自由度的轉(zhuǎn)變，為自由度變胞機(jī)構(gòu)，具有多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化特征，使機(jī)器人靈活完成作業(yè)任務(wù)；
[0013]3.本發(fā)明通過設(shè)置并聯(lián)閉環(huán)子鏈，提高了機(jī)器人機(jī)構(gòu)的剛度，并且閉環(huán)子鏈機(jī)構(gòu)式的設(shè)計(jì)大大提高機(jī)器人的工作空間，并且能使機(jī)構(gòu)更好的保持平衡；
[0014]4.本發(fā)明的機(jī)器人通過各連桿構(gòu)成的微調(diào)裝置與傳統(tǒng)的帶有局部閉鏈的機(jī)器人相比，本發(fā)明的重心集中在微調(diào)裝置上，從而使得機(jī)器人平衡性好，可以承受更大的力和力矩；
[0015]5.本發(fā)明的機(jī)器人具有三種拓?fù)湫螒B(tài)，使機(jī)構(gòu)可完成更多的動作和適應(yīng)更多復(fù)雜環(huán)境。
[0016]為便于貴審查委員能對本發(fā)明的目的、形狀、構(gòu)造、特征及其功效皆能有進(jìn)一步的認(rèn)識與了解，并結(jié)合實(shí)施例作詳細(xì)說明。
【【附圖說明】】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明移動平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明機(jī)身的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明第七連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明第九連桿的示意圖；
[0022]圖6為本發(fā)明的第一變胞結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為本發(fā)明的第二變胞結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖8為本發(fā)明的第一變胞形態(tài)拓?fù)鋱D；
[0025]圖9為本發(fā)明的第二變胞形態(tài)拓?fù)鋱D；
[0026]圖10為本發(fā)明的第三變胞形態(tài)拓?fù)鋱D。
[0027]【具體實(shí)施方式】的附圖標(biāo)號說明:
[0028]移動平臺I 機(jī)身2第一連桿7
[0029]第二連桿9 第三連桿12 第四連桿18
[0030]第五連桿22 第六連桿24 第七連桿26
[0031]第八連桿28 第一液壓桿13 第二液壓桿15
[0032]第一支架4 第二支架5 第三支架3
[0033]第一移動副14第一轉(zhuǎn)動副34 第二轉(zhuǎn)動副6
[0034]第三轉(zhuǎn)動副8 第四轉(zhuǎn)動副10 第五轉(zhuǎn)動副11
[0035]第六轉(zhuǎn)動副16第七轉(zhuǎn)動副17 第八轉(zhuǎn)動副20
[0036]第九轉(zhuǎn)動副19 第十轉(zhuǎn)動副23 第十一轉(zhuǎn)動副25
[0037]第十二轉(zhuǎn)動副27第十三轉(zhuǎn)動副29第一固定副33
[0038]第二固定副32 第三固定副31 末端執(zhí)行器30
【【具體實(shí)施方式】】
[0039]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明一種可控機(jī)構(gòu)式變胞輪式移動焊接機(jī)器人作進(jìn)一步說明。
[0040]請參閱圖1至圖10，為本發(fā)明一種可控機(jī)構(gòu)式變胞輪式移動焊接機(jī)器人，包括移動平臺1、機(jī)身2、第一連桿7、第二連桿9、第三連桿12、第四連桿18、第五