一种多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人领域，特别是一种多自由度并联机构式可控移动码垛机器人。
【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；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，而含有对称机构式的闭环子链的并联机器人的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。
【发明内容】
[0004]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码垛机器人，解决传统串联机器人关于所需力矩大，刚度低和工作空间小的缺点。
[0005]本发明通过以下技术方案达到上述目的:
[0006]一种多自由度并联机构式可控移动码垛机器人，包括可移动平台、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i 连杆、第十二连杆、第十三连杆、第十四连杆、第十五连杆、第十六连杆及末端执行器；
[0007]所述第七连杆为“T”字型，在横杆部分从左至右分别设有第一连接端、第三连接端、第四连接端和第五连接端，第二连接端位于第三连接端下方；
[0008]机身下端通过第一转动副连接在可移动平台上，机身上端通过第十一转动副与第七连杆第二连接端连接；
[0009]第一连杆一端通过第二转动副连接在机身上，第一连杆另一端通过第三转动副与第二连杆下端连接，第二连杆上端通过第十转动副与第七连杆第一连接端连接；
[0010]第三连杆一端通过第四转动副连接在第二连杆上，第四转动副位于第三转动副与第十转动副之间，第三连杆另一端通过第五转动副与第四连杆下端连接，第四连杆上端通过第九转动副与第七连杆第三连接端连接；
[0011]第五连杆一端通过第六转动副连接在第四连杆上，第六转动副位于第五转动副与第九转动副之间，第五连杆另一端通过第七转动副与第六连杆一端连接，第六连杆另一端通过第八转动副与第七连杆第四连接端连接；
[0012]第十五连杆一端通过第八转动副与第七连杆第四连接端连接，第十五连杆另一端通过第十二转动副与第十连杆一端连接，第十连杆另一端通过第十三转动副与第十六连杆一端连接，第十六连杆另一端通过第十六转动副与第七连杆第五连接端连接；
[0013]第八连杆一端通过第八转动副与第七连杆第四连接端连接，第八连杆另一端通过第十四转动副与第十一连杆一端连接，第十一连杆另一端通过第十五转动副与第九连杆一端连接，第九连杆另一端通过第十六转动副与第七连杆第五连接端连接；
[0014]第十二连杆一端刚性连接在第十六转动副转轴侧壁上，第十二连杆另一端通过第十七转动副与第十三连杆一端连接，第十三连杆另一端通过第十八转动副与第十四连杆一端连接，第十四连杆另一端通过第十九转动副与末端执行器连接。
[0015]所述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、第十五转动副与第十六转动副旋转轴线相互平行。
[0016]所述机身上的第十一转动副与第二转动副之间有通槽，第三连杆从通槽中穿过。
[0017]所述第八连杆与第十五连杆分别固定连接在第八转动副的转轴两端；第九连杆与第十六连杆分别固定连接在第十六转动副的转轴两端。
[0018]本发明的突出优点在于:
[0019]1、电机安装在连杆的后面，降低了整个机构的重心，而且可以安装功率较大的电机在机构上，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]2、机器人机构在末端执行器由机构式控制，能使精度更高；
[0021]3、机构式机构与末端执行之间用一个带铰链的连杆和末端执行器连接，使执行器灵活度更高，工作空间比以往的机器人更大，而且带铰链的连杆做成轻杆，可以使整个机构动力性能更好且易于控制，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；
[0022]4、在两个并联闭环子链上，杆件做成轻杆，机构运动惯量小，动力学性能好；
[0023]5、机构上的微调装置与传统的带有局部闭链的操作机相比，重心集中在微调装置上，机构平衡性好，能使机器人机构承受更大的力和力矩；
[0024]6、机器人安装在移动平台上，这种结构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，这是它优于移动机器人和传统的机器人。
【附图说明】
[0025]图1为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的结构示意图。
[0026]图2为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的可移动平台结构示意图。
[0027]图3为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的机身结构示意图。
[0028]图4为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的第二连杆示意图。
[0029]图5为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的第七连杆示意图。
[0030]图6为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的第八连杆示意图。
[0031]图7为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的第九连杆示意图。
[0032]图8为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的第十三连杆示意图。
[0033]图9为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的第十四连杆示意图。
[0034]图10为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的部分机构连接示意图。
[0035]图11为本发明所述多自由度并联机构式可控移动码垛机器人的另一视角示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
[0037]一种多自由度并联机构式可控移动码垛机器人，包括可移动平台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、