一种结构尺寸参数可调的麦克纳姆轮式移动机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种结构尺寸参数可调的麦克纳姆轮式移动机器人，适用于工业生产环境中。
【背景技术】
[0002]随着科学技术水平的不断提高，产品的更新换代变得越来越频繁，柔性制造也从学术概念走入了实际的工业制造领域中，可移动机器人可以很好地满足现代制造的柔性需求;并联结构具有高刚度、逆解简单的优点，适合应用在一些精度要求高的场合。
[0003]麦克纳姆轮移动平台是一种全向移动平台，这种平台可以全向移动且运动精度较高，非常适合转运空间有限、作业通道狭窄环境，且具有承载能力强的优点，适用于工业加工和重载搬运场合。Stewart平台是一种并联机构，其具有刚度大、误差不累计等优点。Stewart平台的运动学、动力学的研究与Stewart平台的应用一直是并联机构的研究前沿。Stewart平台的位姿可以通过六个线性执行器的伸缩来控制。
[0004]采用麦克纳姆轮移动平台与Stewart平台组合的移动机器人，既具有麦克纳姆轮移动平台的高精度重载特点，可以适用于各种空间有限、作业通道狭窄的环境。又具有Stewart平台高精度，高刚度的特点，配合高精度的传感器可以适用于精密的工件加工生产中。适用于工业现场大范围的高精度重载搬运和对于大型工件的位姿调节。
[0005]但是Stewart平台却有着运动学正解难求，运动范围小，工作空间小等缺点。针对Stewart平台运动范围小的缺点，现有的解决办法有在Stewart平台的动平台上再加装一个具有至少一个自由度的机构(比如可伸缩的末端夹具)，来弥补其运动范围小的缺点。还有就是根据实际应用的需要，设计合适的杆长以满足所需的工作空间的需要。
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的缺陷，本发明结合可移动机器人与并联机构的优点，提供一种结构尺寸参数可调的麦克纳姆轮式移动机器人，可以根据工况调节机器人整机的高度，位姿，并根可以据工件形状改变动平台的尺寸，来改善Stewart平台工作空间小的缺点。
[0007]本发明的构思如下:即通过设计连杆机构使Stewart平台的静平台上的三个底脚距离静平台中心的位置可同步变化，并且设计了一种尺寸可调的动平台用以适应不同形状的工件。此设计增加了整个平台的自由度，不但增加了平台的工作空间，而且也增加了平台的灵活度。
[0008]根据上述构思，本发明采用如下技术方案:
一种结构尺寸参数可调的麦克纳姆轮式移动机器人，由一个结构尺寸参数可调的Stewart平台与麦克纳姆轮移动平台构成，所述Stewart平台包括Stewart动平台、Stewart静平台、连杆机构，具体如下:
1)所述Stewart动平台包括三个动平台固定块，三根可变长度杆;每个动平台固定块和每根可变长度杆首尾交替固定连接成一个封闭的环状结构； 2)所述Stewart静平台包括六个线性执行器、三个静平台底脚和三条滑轨;所述六个线性执行器一端两个一组与动平台固定块通过球铰或者虎克铰铰接，另一端两个一组与静平台底脚通过球铰或虎克铰铰接;三个静平台底脚分别安装在三条滑轨上，能够沿滑轨滑动，所述滑轨固接在麦克纳姆轮移动平台上；
3)所述连杆机构包括升降机构、升降块、三根连杆;所述升降机构由线性执行器构成，包括直线液压缸或直线电缸;所述升降块固定连接在升降机构上，由升降机构驱动其升降；三根连杆的一端与升降块铰接，另一端分别与三个静平台底脚铰接；
4)所述麦克纳姆轮移动平台包括车身、麦克纳姆轮、电源系统、电机、减速机、电机驱动和控制器;所述麦克纳姆轮与减速机、减速机与电机通过联轴器相连，电机转动通过电机驱动和控制器进行控制;所述升降机构通过螺栓固接在车身上;车身上端面开有三个凹槽，三条滑轨固接在凹槽上。
[0009]所述Stewart动平台的结构尺寸参数通过改变可变长度杆的长度来调节，可变长度杆杆件长度可调且具有一定刚度，其包括插销式结构或线性执行器结构:插销式结构为插销、螺纹相连的两杆结构，每根可变长度杆通过插销调节并固定杆件长度，用于手动调节杆长;线性执行器结构通过调节执行器行程改变可变长度杆的杆件长度并保持自锁，用于自动控制调节杆长。
[0010]所述Stewart静平台的结构尺寸参数通过连杆机构的直线运动调节;升降机构驱动升降块直线运动，在连杆的带动下，静平台底脚沿着滑轨滑动，改变静平台底脚之间距离，实现Stewart静平台结构尺寸发生变化。
[0011 ]与现有技术相比，本发明具有如下的优点:
本发明结构尺寸参数可调的麦克纳姆轮式移动机器人可以通过分别改变Stewart动、静平台的结构尺寸参数，使得机器人整体高度、末端运动空间范围和承载力相应发生变化，以适应工作需要，增加了麦克纳姆轮式移动并联机器人的适用性。
【附图说明】
[0012]图1为本发明机器人整体结构示意图。
[0013]图2为本发明机器人连杆机构示意图。
[0014]图3为本发明机器人展开时示意图。
[0015]图4为本发明机器人收缩时示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图，对本发明的具体实施例做进一步的说明。
[0017]如图1和图2所示，一种结构尺寸参数可调的麦克纳姆轮式移动机器人，由一个结构尺寸参数可调的Stewart平台与麦克纳姆轮移动平台构成，所述Stewart平台包括Stewart动平台、Stewart静平台、连杆机构，具体如下:
1)所述Stewart动平台包括三个动平台固定块1，三根可变长度杆2;每个动平台固定块1和每根可变长度杆2首尾交替固定连接成一个封闭的环状结构；
2)所述Stewart静平台包括六个线性执行器3、三个静平台底脚4和三条滑轨5;所述六个线性执行器3—端两个一组与动平台固定块1通过球铰或者虎克铰铰接，另一端两个一组与静平台底脚4通过球铰或虎克铰铰接;三个静平台底脚4分别安装在三条滑轨5上，能够沿滑轨5滑动，所述滑轨5固接在麦克纳姆轮移动平台上；
3)所述连