一種五自由度可控機(jī)構(gòu)式移動(dòng)焊接機(jī)器人的制作方法
【專利說(shuō)明】一種五自由度可控機(jī)構(gòu)式移動(dòng)焊接機(jī)器人 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤指一種五自由度可控機(jī)構(gòu)式移動(dòng)焊接機(jī)器人。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 機(jī)器人的產(chǎn)生和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地改變了人類的生產(chǎn)和生活方式。機(jī)器人可 以完成長(zhǎng)時(shí)間的高頻率重復(fù)性工作，減少人的疲勞；可以代替人類在惡劣危險(xiǎn)的環(huán)境下可 靠地完成任務(wù)，保護(hù)人的安全；可以憑借精準(zhǔn)的操作完成工作，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量等 等。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備而得到工業(yè)界廣泛應(yīng)用，焊接機(jī)器人 是其中很典型的一種。通常焊接機(jī)器人采用關(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器人基本設(shè)計(jì)。
[0003] 傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人為了實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的在空間中的任意運(yùn)動(dòng)，往往是用多個(gè)關(guān) 節(jié)串聯(lián)成一條運(yùn)動(dòng)連鏈，通過(guò)控制各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的靈巧操作。通常是將 電機(jī)安裝在各個(gè)關(guān)節(jié)上，這樣可以跟加直接的操作末端執(zhí)行器。串聯(lián)機(jī)器人研究得較為成 熟，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，控制簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)空間大等優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于很多領(lǐng)域，如各種 機(jī)床，裝配車間等。但是正是由于所有的關(guān)節(jié)都集中在一條運(yùn)動(dòng)鏈上，各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)誤 差和缺點(diǎn)會(huì)漸漸累積，逐級(jí)放大，到了末端執(zhí)行器那里就會(huì)不精確，而且由于串聯(lián)的關(guān)節(jié)較 長(zhǎng)，離心力較大，且殘余震動(dòng)大。各個(gè)電機(jī)安裝在關(guān)節(jié)上也會(huì)造成轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、負(fù)載能力差 等缺點(diǎn)。
[0004] 并聯(lián)機(jī)器人和串聯(lián)機(jī)器人相比，串聯(lián)機(jī)器人就像人的一個(gè)手拿東西，而并聯(lián)機(jī)器 人就相當(dāng)于兩個(gè)手一起端東西。所以并聯(lián)機(jī)器人有以下優(yōu)點(diǎn)：無(wú)累積誤差，精度較高；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； 結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大；完全對(duì)稱的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有較好的各向同性；工作空間較小 等。
[0005] 傳統(tǒng)的機(jī)器人大多是在固定點(diǎn)工作，只能在其固定位置周邊一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，有 很大的限制。而能夠移動(dòng)的并聯(lián)機(jī)器人顯然能夠改善這種缺點(diǎn)?？梢苿?dòng)的并聯(lián)機(jī)器人可以 完成更加復(fù)雜、跟多的任務(wù)，作業(yè)空間更大。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006] 針對(duì)【背景技術(shù)】所述面臨的種種問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種五自由度可控機(jī) 構(gòu)式移動(dòng)焊接機(jī)器人。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種五自由度可控機(jī)構(gòu)式移動(dòng)焊接機(jī)器人所采用的技術(shù) 方案是：一種五自由度可控機(jī)構(gòu)式移動(dòng)焊接機(jī)器人，其由水平行走機(jī)構(gòu)、機(jī)架、機(jī)身、第一主 動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第一連桿、第二連桿和末端執(zhí)行器連接構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)的可控四桿機(jī)構(gòu)； 機(jī)架連接在水平行走機(jī)構(gòu)上，機(jī)身通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)架上；第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第 二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)身上，另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿頭端相連；第二主動(dòng)桿一端通 過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)身相連接，另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端相連；第二連桿另一 端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第一連桿中部位置，第一連桿尾端與末端執(zhí)行器相連。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的水平行走機(jī)構(gòu)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)身由第一轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)動(dòng)副 由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，第一主動(dòng)桿由第二轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，第二主動(dòng)桿由第四轉(zhuǎn) 動(dòng)副驅(qū)動(dòng)，第四轉(zhuǎn)動(dòng)副由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0009] 進(jìn)一步地，所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副垂直于機(jī)架，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)副的軸線相互平行。
[0010] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0011] 1.與傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人相比，本發(fā)明通過(guò)并聯(lián)閉環(huán)四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)末端執(zhí)行器的 控制，具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、無(wú)累積誤差、精度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0012] 2.電機(jī)安裝在水平行走機(jī)構(gòu)上，很大程度上降低了機(jī)構(gòu)的重心，除了水平行走機(jī) 構(gòu)的電機(jī)外，其他節(jié)點(diǎn)沒(méi)有電機(jī)，使桿件機(jī)構(gòu)更加輕便，各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，殘余震動(dòng) 小，動(dòng)力矩小。
[0013] 3.本發(fā)明裝有水平行走機(jī)構(gòu)，可以再平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，與傳統(tǒng)的固定位置機(jī)器人相比， 本發(fā)明的工作空間更大，可以完成更加復(fù)雜的任務(wù)。
[0014] 為便于貴審查委員能對(duì)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(shí)與了解，并結(jié)合實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。 【【附圖說(shuō)明】】
[0015] 圖1為本發(fā)明整體立體圖；
[0016] 圖2為本發(fā)明并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0017] 【具體實(shí)施方式】的附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種五自由度可控機(jī)構(gòu)式移動(dòng)焊接機(jī)器人，其特征在于：其由水平行走機(jī)構(gòu)、機(jī)架、 機(jī)身、第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第一連桿、第二連桿和末端執(zhí)行器連接構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)的可 控四桿機(jī)構(gòu)； 機(jī)架連接在水平行走機(jī)構(gòu)上，機(jī)身通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)架上； 第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)身上，另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿頭 端相連； 第二主動(dòng)桿一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)身相連接，另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一 端相連； 第二連桿另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第一連桿中部位置，第一連桿尾端與末端執(zhí)行 器相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種五自由度可控機(jī)構(gòu)式移動(dòng)焊接機(jī)器人，其特征在于：所述 的水平行走機(jī)構(gòu)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)身由第一轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)動(dòng)副由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，第一主動(dòng)桿 由第二轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，第二主動(dòng)桿由第四轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)，第四轉(zhuǎn)動(dòng)副由 電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種五自由度可控機(jī)構(gòu)式移動(dòng)焊接機(jī)器人，其特征在于：所述 的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副垂直于機(jī)架，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 的軸線相互平行。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種五自由度可控機(jī)構(gòu)式移動(dòng)焊接機(jī)器人，由水平行走機(jī)構(gòu)、機(jī)架、機(jī)身、第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第一連桿、第二連桿和末端執(zhí)行器連接構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)可控四桿機(jī)構(gòu)；機(jī)架連接在水平行走機(jī)構(gòu)上，機(jī)身通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)架；第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在機(jī)身，另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿頭端相連；第二主動(dòng)桿一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)身相連接，另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端相連；第二連桿另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第一連桿中部位置，第一連桿尾端與末端執(zhí)行器相連。本發(fā)明通過(guò)并聯(lián)的四桿機(jī)構(gòu)、機(jī)架和水平行走機(jī)構(gòu)的合成運(yùn)動(dòng)來(lái)控制末端執(zhí)行器的空間運(yùn)動(dòng)，使末端執(zhí)行器更加靈活，各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)性能更好。
【IPC分類】B23K37-02, B25J5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104551468
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410787552
【發(fā)明人】蔡敢為, 鄧承祥, 王麾, 李智杰, 張永文, 李榮康, 朱凱君, 王龍, 王小純, 李巖舟, 楊旭鵑
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月17日