一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人的制作方法
【專利摘要】一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人，包括并聯(lián)的三個可控微調(diào)四桿機構(gòu)閉環(huán)子鏈和一個串聯(lián)的執(zhí)行機構(gòu)子鏈。所述四桿機構(gòu)閉環(huán)子鏈可控制第一連桿所在四桿機構(gòu)閉環(huán)子鏈所在平面內(nèi)運動，并聯(lián)連桿和機身的運動可實現(xiàn)動平臺的空間運動。本發(fā)明通過三個閉環(huán)子鏈和機身的合成運動實現(xiàn)控制末端執(zhí)行器的空間運動，末端執(zhí)行器運動慣量小，動力學(xué)性能好，可靠性高，機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊，控制簡單的優(yōu)點，由連桿進(jìn)行控制，桿件能做成輕桿，并且機構(gòu)的工作空間大，使機構(gòu)重心后移，保持機構(gòu)平衡，能作用于更多的場合。
【專利說明】一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，特別是一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人。【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作空間大等優(yōu)點，相對而言串聯(lián)機器人剛度低，不能應(yīng)用于高速，大承載的場合；并聯(lián)機器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、剛度高且末端執(zhí)行器慣性小等特點，驅(qū)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(yīng)好；但是并聯(lián)機器人的明顯缺點是工作空間小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜。工程上現(xiàn)有的帶有局部閉鏈的操作機并沒有解決上述工業(yè)機器人存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機器人關(guān)于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人，其結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0005]所述機器人包括機架、機身、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿和末端執(zhí)行器，機身第一個連接端通過第一轉(zhuǎn)動副連接在機架上，機身通過第一轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，第一轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動，機身第二個連接端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿連接，第一連桿通過第二轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第三連桿第一個連接端連接，第三連桿 第二個連接端與機身第三個連接端通過第五轉(zhuǎn)動副連接，第五轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動，第三連桿第三個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副與第四連桿第一個連接端連接，第三連桿第四個連接端通過第七轉(zhuǎn)動副與第五連桿第一個連接端連接，第七轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動，第四連桿第二個連接端通過第八轉(zhuǎn)動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第五連桿第二個連接端連接，第四連桿第三個連接端與第七連桿一端通過第十轉(zhuǎn)動副連接，第七連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五連桿第三個連接端連接，第五連桿第四個連接端通過剛性連接與第八連桿一端連接，第八連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與第九連桿一端連接，第九連桿通過第十二轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，第十二轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動，第九連桿另一端通過第十三轉(zhuǎn)動副與第十連桿一端連接，第十連桿通過第十三轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，第十三轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動，第十連桿另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副與末端執(zhí)行器連接，末端執(zhí)行器通過第十四轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，第十四轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動；
[0006]所述第一轉(zhuǎn)動副垂直于機架，第二轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副、第四轉(zhuǎn)動副、第五轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副、第七轉(zhuǎn)動副、第八轉(zhuǎn)動副、第九轉(zhuǎn)動副、第十轉(zhuǎn)動副和第十一轉(zhuǎn)動副旋轉(zhuǎn)軸線相互平行。
[0007]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:[0008]1、通過兩個并聯(lián)閉環(huán)子鏈，提高了機器人機構(gòu)的剛度，并且閉環(huán)子鏈機構(gòu)式的設(shè)計大大提高機器人的工作空間，能避免機構(gòu)的死點位置，微調(diào)裝置能使機器人的作用范圍更大，并且能使機構(gòu)更好的保持平衡；
[0009]2、與傳統(tǒng)的電機是安裝在每個關(guān)節(jié)處的工業(yè)機器人相比，機構(gòu)通過兩個并聯(lián)閉環(huán)子鏈連接的機器人的電機是安裝在四桿機構(gòu)關(guān)節(jié)上，通過四桿機構(gòu)上的運動副驅(qū)動閉環(huán)鏈運動，從而間接驅(qū)動末端連桿，使末端執(zhí)行器的活動度和活動空間更大，能減小能動力矩；
[0010]3、與同類型的機器人機構(gòu)相比較，相同功率下做的功更多；
[0011]4、電機安裝在第五連桿的后面，降低了整個機構(gòu)的重心，而且可以安裝功率較大的電機在機構(gòu)上，使末端執(zhí)行器可以適應(yīng)在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復(fù)雜作業(yè)中；
[0012]5、機器人機構(gòu)在末端執(zhí)行器由機構(gòu)式控制，能使精度更高；
[0013]6、機構(gòu)式機構(gòu)與末端執(zhí)行之間用一個帶鉸鏈的連桿和末端執(zhí)行器連接，使執(zhí)行器靈活度更高，工作空間比以往的機器人更大，而且?guī)сq鏈的連桿做成輕桿，可以使整個機構(gòu)動力性能更好且易于控制，可以使末端執(zhí)行器在小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動360度周角，使機構(gòu)能適用于更多場合；
[0014]7、在兩個并聯(lián)閉環(huán)子鏈上，桿件做成輕桿，機構(gòu)運動慣量小，動力學(xué)性能好；
[0015]8、機構(gòu)上的微調(diào)裝置與傳統(tǒng)的帶有局部閉鏈的操作機相比，重心集中在微調(diào)裝置上，機構(gòu)平衡性好，能使機器人機構(gòu)承受更大的力和力矩；
[0016]9、六個自由度使機構(gòu)能應(yīng)用于更多場合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人的第一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明所述一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人的機身結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明所述一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人的第三連桿示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明所述一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人的第四連桿示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明所述一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人的第五連桿示意圖。
[0022]圖6為本發(fā)明所述一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人的第九連桿示意圖。
[0023]圖7為本發(fā)明所述一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人的第十連桿示意圖。
[0024]圖8為本發(fā)明所述一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人的部分機構(gòu)連接示意圖。
[0025]圖9為本發(fā)明所述一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人的工作示意圖。【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0027]對照圖1-圖9，一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人，其結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0028]所述執(zhí)行機構(gòu)子鏈由機身2、第一連桿3、第二連桿4、第三連桿5、第四連桿6、第五連桿7、第六連桿8、第七連桿9、第八連桿10、第九連桿11、第十連桿12、末端執(zhí)行器13及機架I連接而成，機身2第一個連接端通過第一轉(zhuǎn)動副14連接在機架I上，機身2通過第一轉(zhuǎn)動副14驅(qū)動，機身2第二個連接端通過第二轉(zhuǎn)動副15與第一連桿3連接，第一連桿3通過第二轉(zhuǎn)動副15驅(qū)動，第一連桿3另一端通過第三轉(zhuǎn)動副16與第二連桿4 一端連接，第二連桿4另一端通過第四轉(zhuǎn)動副17與第三連桿5第一個連接端連接，第三連桿5第二個連接端與機身2第三個連接端通過第五轉(zhuǎn)動副18連接，第三連桿5第三個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副19與第四連桿5第一個連接端連接，第三連桿5第四個連接端通過第七轉(zhuǎn)動副22與第五連桿7第一個連接端連接，第四連桿6第二個連接端通過第八轉(zhuǎn)動副20與第六連桿8 一端連接，第六連桿8另一端通過第九轉(zhuǎn)動副23與第五連桿7第二個連接端連接，第四連桿6第三個連接端與第七連桿9 一端通過第十轉(zhuǎn)動副21連接，第七連桿9另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副24與第五連桿7第三個連接端連接，第五連桿7第四個連接端通過剛性連接與第八連桿10 —端連接，第八連桿10另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副26與第九連桿11 一端連接，第九連桿11通過第十二轉(zhuǎn)動副26驅(qū)動，第九連桿11另一端通過第十三轉(zhuǎn)動副27與第十連桿12 一端連接，第十連桿12通過第十三轉(zhuǎn)動副27驅(qū)動，第十連桿11另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副28與末端執(zhí)行13器連接，末端執(zhí)行器13通過第十四轉(zhuǎn)動副28驅(qū)動。
[0029]所述第一轉(zhuǎn)動副14垂直于機架1，第二轉(zhuǎn)動副15、第三轉(zhuǎn)動副16、第四轉(zhuǎn)動副17、第五轉(zhuǎn)動副18、第六轉(zhuǎn)動副19、第七轉(zhuǎn)動副22、第八轉(zhuǎn)動副20、第九轉(zhuǎn)動副23、第十轉(zhuǎn)動副21和第十一轉(zhuǎn)動副24旋轉(zhuǎn)軸線相互平行。
[0030]所述機身2和第一連桿3在所在平面內(nèi)的運動可實現(xiàn)末端執(zhí)行器13的空間運動。
【權(quán)利要求】
1.一種空間多自由度可控機構(gòu)式微調(diào)焊接機器人，其特征在于:包括機架、機身、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿和末端執(zhí)行器， 機身第一個連接端通過第一轉(zhuǎn)動副連接在機架上，機身通過第一轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，第一轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動，機身第二個連接端通過第二轉(zhuǎn)動副與第一連桿連接，第一連桿通過第二轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，第一連桿另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與第三連桿第一個連接端連接，第三連桿第二個連接端與機身第三個連接端通過第五轉(zhuǎn)動副連接，第五轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動，第三連桿第三個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副與第四連桿第一個連接端連接，第三連桿第四個連接端通過第七轉(zhuǎn)動副與第五連桿第一個連接端連接，第七轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動，第四連桿第二個連接端通過第八轉(zhuǎn)動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第五連桿第二個連接端連接，第四連桿第三個連接端與第七連桿一端通過第十轉(zhuǎn)動副連接，第七連桿另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與第五連桿第三個連接端連接，第五連桿第四個連接端通過剛性連接與第八連桿一端連接，第八連桿另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與第九連桿一端連接，第九連桿通過第十二轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，第十二轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動，第九連桿另一端通過第十三轉(zhuǎn)動副與第十連桿一端連接，第十連桿通過第十三轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，第十三轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動，第十連桿另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副與末端執(zhí)行器連接，末端執(zhí)行器通過第十四轉(zhuǎn)動副驅(qū)動，第十四轉(zhuǎn)動副通過電機驅(qū)動； 所述第一轉(zhuǎn)動副垂直于機架，第 二轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副、第四轉(zhuǎn)動副、第五轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副、第七轉(zhuǎn)動副、第八轉(zhuǎn)動副、第九轉(zhuǎn)動副、第十轉(zhuǎn)動副和第十一轉(zhuǎn)動副旋轉(zhuǎn)軸線相互平行。
【文檔編號】B23K37/00GK103737578SQ201310675114
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】蔡敢為, 胥剛, 張 林, 石慧, 王麾, 范雨, 關(guān)卓懷, 王少龍, 王小純, 李巖舟, 溫芳, 楊旭娟, 周曉蓉 申請人:廣西大學(xué)