一種八自由度可移動式碼垛機器人的制作方法
【專利摘要】一種八自由度可移動式碼垛機器人，包括轉盤、行走機構、第一主動桿、第一連桿、第四連桿、第五連桿、末端抓取機構、第二主動桿和第二連桿；所述第一主動桿下端通過第一轉動副連接在轉盤上，第一主動桿上端通過第四轉動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第七轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第八轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第九轉動副連接在末端抓取機構上；所述第二主動桿下端通過第二轉動副連接在轉盤上，第二主動桿上端通過第六轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端連接在第一連桿上。本發(fā)明通過并聯(lián)的連桿機構、轉盤和行走機構的合成運動來控制末端執(zhí)行器的空間運動，轉動慣量小，動態(tài)性能好。
【專利說明】一種八自由度可移動式碼垛機器人

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及移動機械平臺領域，特別是一種八自由度可移動式碼垛機器人。

【背景技術】
[0002]機器人的產生和科學技術的發(fā)展極大地改變了人類的生產和生活方式。機器人可以完成長時間的高頻率重復性工作，減少人的疲勞；可以代替人類在惡劣危險的環(huán)境下可靠地完成任務，保護人的安全；可以憑借精準的操作完成工作，提高生產效率和生產質量等等。工業(yè)機器人技術日趨成熟，已經成為一種標準設備而得到工業(yè)界廣泛應用，碼垛機器人是其中很典型的一種。通常碼垛機器人采用關節(jié)式工業(yè)機器人基本設計。
[0003]傳統(tǒng)的串聯(lián)式碼垛機器人為了實現(xiàn)末端執(zhí)行器的在空間中的任意運動，往往是用多個關節(jié)串聯(lián)成一條運動連鏈，通過控制各個關節(jié)的運動，實現(xiàn)末端抓取機構的靈巧操作。通常是將電機安裝在各個關節(jié)上，這樣可以跟加直接的操作末端執(zhí)行器。串聯(lián)式碼垛機器人研究得較為成熟，具有結構簡單，成本低，控制簡單，運動空間大等優(yōu)點，已成功應用于很多領域。但是正是由于所有的關節(jié)都集中在一條運動鏈上，各個關節(jié)的運動誤差和缺點會漸漸累積，逐級放大，到了末端執(zhí)行器那里就會不精確，而且由于串聯(lián)的關節(jié)較長，離心力較大，且殘余震動大。各個電機安裝在關節(jié)上也會造成轉動慣量大、負載能力差等缺點。
[0004]并聯(lián)式碼垛機器人和串聯(lián)式碼垛機器人相比，串聯(lián)式碼垛機器人就像人的一個手拿東西，而并聯(lián)式碼垛機器人就相當于兩個手一起端東西。所以并聯(lián)式碼垛機器人有以下優(yōu)點:累積誤差很小，精度較高；驅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；結構緊湊，剛度高，承載能力大；完全對稱的并聯(lián)機構具有較好的各向同性；工作空間較小等。
[0005]傳統(tǒng)的串聯(lián)式碼垛機器人大多是在固定點工作，只能在其固定位置周邊一定范圍內運動，有很大的限制。而能夠移動的并聯(lián)式碼垛機器人顯然能夠改善這種缺點?？梢苿拥牟⒙?lián)式碼垛機器人可以完成更加復雜、跟多的任務，作業(yè)空間更大。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種八自由度可移動式碼垛機器人，本發(fā)明將對現(xiàn)有的移動操作機械臂進行了改進，將電機安裝在小車上，并且采用了多連桿設計，克服了現(xiàn)有的移動操作機械臂性差、轉動量大，反應不靈敏，易產生殘余振動，而且關節(jié)誤差容易積累等缺點。
[0007]本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)以上功能:
[0008]一種八自由度可移動式碼垛機器人，包括轉盤、行走機構、第一主動桿、第一連桿、第四連桿、第五連桿、末端抓取機構、第二主動桿和第二連桿；
[0009]所述轉盤通過第一轉動副連接在行走機構上；
[0010]所述第一主動桿下端通過第一轉動副連接在轉盤上，第一主動桿上端通過第四轉動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第七轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第八轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第九轉動副連接在末端抓取機構上；
[0011]所述第二主動桿下端通過第二轉動副連接在轉盤上，第二主動桿上端通過第六轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端連接在第一連桿上。
[0012]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0013]1、與傳統(tǒng)的串聯(lián)式碼垛機器人相比，本并聯(lián)式移動碼垛機器人上的機構通過并聯(lián)閉環(huán)四桿機構和兩個串聯(lián)關節(jié)相結合實現(xiàn)對末端執(zhí)行器的主要控制，具有結構緊湊、承載能力大、累積誤差小、精度聞等優(yōu)點。
[0014]2、伺服電機主要安裝在機架和轉盤上，很大程度上降低了整個移動機械平臺的重心，末端執(zhí)行器的轉動是用功率小、質量輕、體積小的電機驅動的，使桿件機構更加輕便，各個關節(jié)的轉動慣量小，殘余震動小，動力矩小，是整個移動碼垛機器人的精確度更高。
[0015]3、本移動碼垛機器人裝有移動機構，可以在平面內運動，與傳統(tǒng)的固定位置碼垛機器人相比，本移動碼垛機器人的工作空間更大，可以完成更加復雜和作業(yè)空間更大的任務。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述的種八自由度可移動式碼垛機器人的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0017]以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。
[0018]一種八自由度可移動式碼垛機器人，包括轉盤2、行走機構1、第一主動桿4、第一連桿6、第四連桿9、第五連桿11、末端抓取機構13、第二主動桿17和第二連桿15 ；
[0019]所述轉盤2通過第一轉動副7連接在行走機構1上；
[0020]所述第一主動桿4下端通過第一轉動副3連接在轉盤2上，第一主動桿4上端通過第四轉動副5與第一連桿6 —端連接，第一連桿6另一端通過第七轉動副8與第四連桿9一端連接，第四連桿9另一端通過第八轉動副10與第五連桿11 一端連接，第五連桿11另一端通過弟九轉動副12連接在末端抓取機構13上；
[0021]所述第二主動桿17下端通過第二轉動副18連接在轉盤2上，第二主動桿17上端通過第六轉動副16與第二連桿15 —端連接，第二連桿15另一端連接在第一連桿6上。
[0022]工作原理及過程:
[0023]所述的行走機構1由電機驅動，轉盤2由第一轉動副2驅動，第一轉動副2由電機驅動，第一主動4桿由第二轉動副3驅動，第二轉動副3由電機驅動，第二主動桿17由第三轉動副18驅動，第三轉動副18由電機驅動，第四連桿9由第七轉動副8驅動，第七轉動副8由電機驅動，第五連桿11由第八轉動副10驅動，第八轉動副10由電機驅動，末端抓取機構13有第九轉動副12驅動，第九轉動副12由電機驅動；所述的第一轉動副2垂直于行走機構1，第二轉動副3、第三轉動副18、第四轉動副5、第五轉動副14、第六轉動副16、第七轉動副8、第八轉動副10與第九轉動副12軸線相互平行。通過控制行走機構1實現(xiàn)機械平臺的水平位置的改變，通過轉盤2的轉動實現(xiàn)移動機械平臺的三百六十度的旋轉，通過控制第一主動桿4、第二主動桿17、第四連桿9以及第五連桿11，實現(xiàn)對末端執(zhí)行器15的控制。
【權利要求】
1.一種八自由度可移動式碼垛機器人，其特征在于，包括轉盤、行走機構、第一主動桿、第一連桿、第四連桿、第五連桿、末端抓取機構、第二主動桿和第二連桿； 所述轉盤通過第一轉動副連接在行走機構上； 所述第一主動桿下端通過第一轉動副連接在轉盤上，第一主動桿上端通過第四轉動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第七轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第八轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第九轉動副連接在末端抓取機構上； 所述第二主動桿下端通過第二轉動副連接在轉盤上，第二主動桿上端通過第六轉動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端連接在第一連桿上。
【文檔編號】B25J9/00GK104440867SQ201410828806
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權日:2014年12月25日
【發(fā)明者】蔡敢為, 鄧承祥, 張 林, 關卓懷, 黃逸哲, 段銘鈺, 彭凡, 李榮康, 王龍, 張永文, 朱凱君, 李智杰, 王麾, 石慧, 范雨, 黃院星, 王少龍 申請人:廣西大學