[发明专利]一种并联可控机构式多自由度移动焊接机器人

说明书

【技术领域】

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种并联可控机构式多自由度移动焊接机器人。

【背景技术】

移动机器人，是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。随着机器人性能不断地完善，移动机器人的应用范围大为扩展，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用。因此，移动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注。

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MOTOMAN-K10并没有解决工业机器人存在的问题。

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。

【发明内容】

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并联可控机构式多自由度移动焊接机器人。

为达到上述目的，本发明一种并联可控机构式多自由度移动焊接机器人所采用的技术方案是：一种并联可控机构式多自由度移动焊接机器人，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、末端执行器；第三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、以及位于第二连接部下方的第四连接部；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三连杆的第四连接部相连；第一连杆另一端通过第四转动副与第二连杆的下端相连，第二连杆的上端通过第五转动副与第三连杆的第三连接部相连；第四连杆中部通过第六转动副与第三连杆的第二连接部相连，第五连杆中部通过第七转动副与第三连杆的第一连接部相连，第六连杆在第三连杆一侧其一端通过第八转动副与第四连杆一端相连，第六连杆另一端通过第九转动副与第五连杆一端相连，第七连杆在第三连杆相对第六连杆另一侧其一端通过第十转动副与第四连杆另一端相连，第七连杆另一端通过第十一转动副与第五连杆另一端相连；第五连杆中部侧向延伸设置有连接部，该连接部与第八连杆一端形成刚性连接；第九连杆一端通过第十二转动副与第八连杆另一端相连，第九连杆另一端通过第十三转动副与第十连杆一端相连接，第十连杆另一端通过第十四转动副与末端执行器相连；第一转动副垂直于移动平台，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、第十转动副和第十一转动副旋转轴线相互平行。

进一步地，在每个连杆相连的关节处分别安装有驱动电机。

进一步地，第四连杆两端在第六转动副处相交形成大于90度的夹角；第五连杆两端在第七转动副处相交形成大于90度的夹角。

进一步地，所述第八连杆为中空圆柱体，并套设在第三连杆的连接部及第九连杆外。

进一步地，移动平台通过安装在其底部的车轮移动。

进一步地，各连杆制成厚度较薄的轻杆。

进一步地，第二连杆与机身的立杆相互平行。

本发明具有以下有益效果：

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；