一种多自由度并联机构式可控移动焊接机器人的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人领域，具体涉及一种多自由度并联机构式可控移动焊接机器人。
【【背景技术】】
[0002]移动机器人的研宄始于60年代末期。斯坦福研宄院(SRI)的Nils Nilssen和Charles Rosen等人，在1966年至1972年中研发出了取名Shakey的自主移动机器人。目的是研宄应用人工智能技术，在复杂环境下机器人系统的自主推理、规划和控制。
[0003]传统的串联机器人具有结构简单、成本低、工作空间大等优点，相对而言串联机器人刚度低，不能应用于高速，大承载的场合。
[0004]并联机器人和传统的串联机器人相比较，具有无累积误差、精度较高、结构紧凑、承载能力大、刚度高且末端执行器惯性小等特点，驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好。但是并联机器人的明显缺点是工作空间小和结构复杂。工程上现有的带有局部闭链的操作机如M0T0MAN-K10并没有解决工业机器人存在的问题。
[0005]本技术方案的机器人设有对称结构的闭环子链故性能比一般的并联机构更加优越，具有工作空间大、刚度高、承载能力强、惯量小和末端执行器精度高等优点，能应用在焊接、喷涂、搬运、装卸、装配、码垛等复杂作业中，有效的的提高劳动效率，在产品质量和稳定性方面有很大提高；采用圆柱坐标型和关节坐标型的机械手能有效而快捷的对末端机构进行控制，并且这种机构结构刚度好、机械传动精度高、工作空间大、机械传动损耗小、无累积误差能输出较大的动力，具有有良好的控制功能；此含并联闭环子链的机器人采用间接驱动方式，还能有效的减小驱动关节所需要的力矩。
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【发明内容】
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[0006]针对【背景技术】所述面临的种种问题，本发明的目的在于提供一种多自由度并联机构式可控移动焊接机器人。
[0007]为达到上述目的，本发明一种多自由度并联机构式可控移动焊接机器人所采用的技术方案是:一种多自由度并联机构式可控移动焊接机器人，包括移动平台、机身、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆、第十三连杆、第十四连杆、末端执行器；第七连杆从左到右依次设置有第一连接部、第二连接部、第三连接部、第四连接部以及位于第二连接部下方的第五连接部；机身下端通过第一转动副连接在移动平台上，机身上端通过第二转动副与第一连杆一端相连，机身上端的立杆通过第三转动副与第七连杆的第五连接部相连，且立杆设有贯穿相对侧面的纵向长槽；第一连杆另一端通过第四转动副与第二连杆下端相连，第二连杆中部通过第五转动副与第三连杆一端连接，第二连杆上端通过第六转动副与第七连杆的第一连接部相连；第三连杆穿过机身立杆的纵向长槽，其相对连接第二连杆的另一端通过第七转动副与第四连杆下端相连，第四连杆上端通过第八转动副与第七连杆的第三连接部相连，第四连杆中部通过第九转动副与第五连杆下端相连接，第五连杆上端通过第十转动副与第六连杆下端相连，第六连杆上端通过第十一转动副与第七连杆的第二连接部相连；第八连杆中部通过第十一转动副与第七连杆的第二连接部相连，第九连杆中部通过第十二转动副与第七连杆的第四连接部相连，第十连杆在第七连杆一侧其一端通过第十三转动副与第八连杆一端相连，第十连杆另一端通过第十四转动副与第九连杆一端相连，第十一连杆在第七连杆相对第十连杆另一侧其一端通过第十五转动副与第八连杆另一端相连，第十一连杆另一端通过第十六转动副与第九连杆另一端相连；第九连杆中部侧向延伸设置有连接部，该连接部与第十二连杆一端形成刚性连接；第十三连杆一端通过第十七转动副与第十二连杆另一端相连，第十三连杆另一端通过第十八转动副与第十四连杆一端相连接，第十四连杆另一端通过第十九转动副与末端执行器相连；第一转动副垂直于可移动平台，第二转动副、第三转动副、第四转动副、第五转动副、第六转动副、第七转动副、第八转动副、第九转动副、第十转动副、第十一转动副、第十二转动副、第十三转动副、第十四转动副和第十五转动副旋转轴线相互平行。
[0008]进一步地，第一转动副、第二转动副、第十七转动副、第十八转动副、第十九转动副分别安装有驱动电机。
[0009]进一步地，第八连杆两端在第十一转动副处相交形成大于90度的夹角；第九连杆两端在第十二转动副处相交形成大于90度的夹角。
[0010]进一步地，第七连杆的第五连接部部分进入机身立杆的纵向长槽内。
[0011]进一步地，所述第十二连杆为中空圆柱体，并套设在第九连杆的连接部及第十三连杆外。
[0012]进一步地，移动平台通过安装在其底部的车轮移动。
[0013]进一步地，各连杆制成厚度较薄的轻杆。
[0014]本发明具有以下有益效果:
[0015]1.本发明通过设置移动平台，使机器人拥有几乎无限大的工作空间和高度的运动冗余性，并同时具有移动和操作功能，在代替人从事危险、恶劣环境下作业和人所不及的环境作业方面，有更大的机动性、灵活性，能作用于更多的场合；
[0016]2.本发明的机器人在机身与末端执行器之间利用一个带铰链的连杆来连接末端执行器，从而可以使末端执行器灵活度更高，工作空间增大了，且各连杆做成轻杆，可以使整个机构动力性能更好，易于控制，可以使末端执行器在小范围内转动360度周角，使机构能适用于更多场合；
[0017]3.本发明的机器人通过各连杆构成的微调装置与传统的带有局部闭链的机器人相比，本发明的重心集中在微调装置上，从而使得机器人平衡性好，可以承受更大的力和力矩；
[0018]4.本发明的机器人将杆件做成轻杆，从而使得机器人运动惯量小，动力学性能好;
[0019]5.本发明将驱动电机分别安装在第一转动副、第二转动副、第十七转动副、第十八转动副、第十九转动副上，从而降低了整个机构的重心，还可以安装功率较大的电机在机器人上，使末端执行器可以适应在焊接、喷涂、搬运、装卸、装配、码垛等复杂作业中；
[0020]6.本发明通过各连杆构成的子链控制末端执行器，能使精度更高。
[0021]为便于贵审查委员能对本发明的目的、形状、构造、特征及其功效皆能有进一步的认识与了解，并结合实施例作详细说明。
【【附图说明】】
[0022]图1为本发明的结构示意图；
[0023]图2为本发明移动平台的结构示意图；
[0024]图3为本发明机身的结构示意图；
[0025]图4为本发明第二连杆的结构示意图；
[0026]图5为本发明第七连杆的结构示意图；
[0027]图6为本发明第八连杆的结构示意图；
[0028]图7为本发明第九连杆的结构示意图；
[0029]图8为本发明第十三连杆的结构示意图；
[0030]图9为本发明第十四连杆的结构示意图；
[0031]图10为本发明部分机构连接示意图；
[0032]图11为本发明的工作示意图。
[0033]【具体实施方式】的附图标号说明:
[0034]移动平台I机身2第一连杆3
[0035]第二连杆7第三连杆5第四连杆20
[0036]第五连杆23 第六连杆21第七连杆11
[0037]第八连杆12 第九连杆18第十连杆14
[0038]第^^一连杆15 第十二连杆26第十三连杆27
[0039]第十四连杆29 第一转动副31第二转动副32
[0040]第三转动副8 第四转动副4第五转动副6
[0041]第六转动副9 第七转动副25第八转动副19
[0042]第九转动副24 第十转动副22第十一转动副33
[0043]第十二转动副34第十三转动副10第十四转动副16
[0044]第十五转动副13第十六转动副17第十七转动副36
[0045]第十八转动副28第十九转动副37连接部35
[0046]末端执行器30
【【具体实施方式】】
[0047]下面结合附图和具体实施例对本发明一种多自由度并联机构式可控移动焊接机器人作进一步说明。
[0048]请参阅图1至图11，为本发明一种多自由度并联机构式可控移动焊接机器人，包括移动平台1、机身2、第一连杆3、第二连杆7、第三连杆5、第四连杆20、第五连杆23、第六连杆21、第七连杆11、第八连杆12、第九连杆18、第十连杆14、第十一连杆15、第十二连杆26、第十三连杆27、第十四连杆29、末端执行器30 ；
[0049]移动平台I通过安装在其底部的车轮移动；
[0050]第七连杆11从左到右依次设置有第一连接部、第二连接部、第三连接部、第四连接部以及位于第二连接部下方的第五连接部；
[0051]机身2下端通过第一转动副31连接在移动平台I上，机身2上端通过第二转动副32与第一连杆3 —端相连，机身2上端的立杆通过第三转动副8与第七连杆11的第五连