一種并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)碼垛機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)碼垛機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)機(jī)器人，是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)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(dòng)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。隨著機(jī)器人性能不斷地完善，移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)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(yīng)用，而且在城市安全、國(guó)防和空間探測(cè)領(lǐng)域等有害與危險(xiǎn)場(chǎng)合得到很好的應(yīng)用。因此，移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)得到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。
[0003]傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作空間大等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)而言串聯(lián)機(jī)器人剛度低，不能應(yīng)用于高速，大承載的場(chǎng)合；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(wú)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(dòng)裝置可置于定平臺(tái)上或接近定平臺(tái)的位置，這樣運(yùn)動(dòng)部分重量輕，速度高，動(dòng)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)并沒(méi)有解決工業(yè)機(jī)器人存在的問(wèn)題，而含有對(duì)稱(chēng)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)行器精度尚等優(yōu)點(diǎn)，能應(yīng)用在焊接、喂'涂、搬運(yùn)、裝卸、裝配、碼燥等復(fù)雜作業(yè)中，有效的的提尚勞動(dòng)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(biāo)型和關(guān)節(jié)坐標(biāo)型的機(jī)械手能有效而快捷的對(duì)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(dòng)精度高、工作空間大、機(jī)械傳動(dòng)損耗小、無(wú)累積誤差能輸出較大的動(dòng)力，具有有良好的控制功能。此含并聯(lián)閉環(huán)子鏈的機(jī)器人采用間接驅(qū)動(dòng)方式，還能有效的減小驅(qū)動(dòng)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(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)碼垛機(jī)器人，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)器人關(guān)于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:
[0006]一種并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)碼垛機(jī)器人，包括機(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、第九連桿、第十連桿、末端執(zhí)行器及可移動(dòng)平臺(tái)；
[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(jī)身下端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在可移動(dòng)平臺(tái)上，機(jī)身通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿的一端連接；
[0009]第一連桿的另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿的一端連接，第二連桿的另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿的第一連接端連接，機(jī)身上端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿第二連接端連接；
[0010]第十一連桿的一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿第三連接端連接，第十一連桿的另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第七連桿一端連接，第七連桿的另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第十二連桿的一端連接，第十二連桿的另一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿第四連接端連接；
[0011]第四連桿的一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿第三連接端連接，第四連桿的另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿的一端連接，第六連桿的另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿的一端連接，第五連桿的另一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)副的轉(zhuǎn)軸側(cè)壁上，第八連桿的另一端通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第九連桿一端連接，第九連桿的另一端通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第十連桿一端連接，第十連桿的另一端通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與末端執(zhí)行器連接。
[0013]所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)副垂直于可移動(dòng)平臺(tái)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第五轉(zhuǎn)動(dòng)副、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副、第七轉(zhuǎn)動(dòng)副、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副、第十轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十一轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)副的轉(zhuǎn)軸兩端。
[0015]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016]1、通過(guò)兩個(gè)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，能避免機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置，微調(diào)裝置能使機(jī)器人的作用范圍更大，并且能使機(jī)構(gòu)更好的保持平衡；
[0017]2、與傳統(tǒng)的電機(jī)是安裝在每個(gè)關(guān)節(jié)處的工業(yè)機(jī)器人相比，機(jī)構(gòu)通過(guò)兩個(gè)并聯(lián)閉環(huán)子鏈連接的機(jī)器人的電機(jī)是安裝在四桿機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)上，通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)上的運(yùn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)閉環(huán)鏈運(yùn)動(dòng)，從而間接驅(qū)動(dòng)末端連桿，使末端執(zhí)行器的活動(dòng)度和活動(dòng)空間更大，能減小能動(dòng)力矩；
[0018]3、電機(jī)安裝在第五連桿的后面，降低了整個(gè)機(jī)構(gòu)的重心，而且可以安裝功率較大的電機(jī)在機(jī)構(gòu)上，使末端執(zhí)行器可以適應(yīng)在焊接、噴涂、搬運(yùn)、裝卸、裝配、碼垛等復(fù)雜作業(yè)中；
[0019]4、機(jī)構(gòu)式機(jī)構(gòu)與末端執(zhí)行之間用一個(gè)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(jī)器人更大，而且?guī)сq鏈的連桿做成輕桿，可以使整個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)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(dòng)360度周角，使機(jī)構(gòu)能適用于更多場(chǎng)合；
[0020]5、機(jī)構(gòu)上的微調(diào)裝置與傳統(tǒng)的帶有局部閉鏈的操作機(jī)相比，重心集中在微調(diào)裝置上，機(jī)構(gòu)平衡性好，能使機(jī)器人機(jī)構(gòu)承受更大的力和力矩；
[0021]6、機(jī)器人安裝在移動(dòng)平臺(tái)上，這種結(jié)構(gòu)使機(jī)器人擁有幾乎無(wú)限大的工作空間和高度的運(yùn)動(dòng)冗余性，并同時(shí)具有移動(dòng)和操作功能，這是它優(yōu)于移動(dòng)機(jī)器人和傳統(tǒng)的機(jī)器人；
[0022]7、移動(dòng)機(jī)器人具有移動(dòng)功能，在代替人從事危險(xiǎn)、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(jī)器人有更大的機(jī)動(dòng)性、
靈活性。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明所述并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)碼垛機(jī)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(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)碼垛機(jī)器人的可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明所述并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)碼垛機(jī)器人的機(jī)身結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明所述并聯(lián)可控機(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)碼垛機(jī)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(jī)構(gòu)式多自由度移動(dòng)碼垛機(jī)器人的第四連桿示意圖。
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