[发明专利]六轴工业机器人防护服“弯-弯”关节运动补偿设计方法

说明书

本发明涉及一种六轴工业机器人防护服“弯‑弯”关节运动补偿设计方法，首先通过以运动关节的运动轴心为中心进行双向放量，将二轴和三轴作简单包覆；之后通过松量的转移，将二轴和三轴的运动松量转移到连杆部分的包覆中，结合二轴和三轴的运动依次进行分段式的运动补偿设计和绘制，其中，上段为三轴运动补偿，中段为基本松量，下段为二轴运动补偿；根据穿脱便利性设计分割线，沿分割线通过投影映射法将其展开得到版样图。本发明能设计出符合工业机器人运动的防护服。

技术领域

本发明涉及工业机器人防护服设计技术领域，特别是涉及一种六轴工业机器人防护服“弯-弯”关节运动补偿设计方法。

背景技术

近年来，工业机器人行业发展迅猛，工业机器人的应用几乎渗透到了各行各业，各主 要国家也纷纷出台了相关的战略规划。工业机器人提高了劳动生产率和产品的加工精度， 降低了工作人员的日常工作强度，但是大多数的机器人工作环境都十分恶劣，如焊接机器 人在工作中需要面对局部高温和飞溅的火花的威胁，清洗机器人需要面对碱性洗液的腐蚀 和进水的威胁等。因此就产生了工业机器人防护服，它们为机器人营造了一个稳定的微环 境，帮助它们抵御外界的侵袭，进而减少了维修费用，并在一定程度上延长了机器人的使 用寿命。

但是，目前工业机器人防护服的设计主要还是遵循人体服装“原型法”的设计思路：以典型静态位置的整体包覆为基础，结合运动特点再进行补充的补偿设计。这样的设计方法在实际应用中存在较大的局限性，因为机器人是关节连接的产物，而关节的设计和组合在不同的机器人身上都有不同的体现，即使是同一型号的机器人，通过不同的附加组件，其外观形态和运动形态都有可能随之改变，而且机器人防护服最需要关注的一点就是在机器人运动状态下服装不会产生拉扯撕裂，相应的设计也应以运动关节的组合联系为基础，而不是整体包覆之后再对运动需求加以考量。此外，传统的防护服松量设计大多基于设计师的经验，没有可推而广之的设计理论和对应的松量计算方法提出，因此在人才扩张和自动化版样生成方面都存在较大的困难。

典型六轴机器人的运动特点有(以下运动数据仅为常见的机器人运动范围，仅供参考)：其中J1为转盘，作中心旋转运动，运动范围约在-180°～+180°；J2为大臂，作杠杆运动，运动范围约在-60°～+76°；J3为小臂，作杠杆运动，运动范围约在-160°～+60°；J4为转头，作中心旋转运动，运动范围约在-180°～+180°；J5为摆头，作杠杆运动，运动范围约在-110°～+110°；J6为转腕，作中心旋转运动，运动范围约在-180°～+180°。

根据六轴机器人的运动特点，二轴和三轴的运动为大范围的弯曲运动，需要的运动补偿量较大，因此在对应防护服设计中是一大难点。而传统的设计方法是根据运动角度，结合设计者的经验进行运动补偿的设计，缺乏理论依托。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种六轴工业机器人防护服“弯-弯”关节运动补偿设计方法，能设计出符合工业机器人运动的防护服。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种六轴工业机器人防护服“弯- 弯”关节运动补偿设计方法，首先通过以运动关节的运动轴心为中心进行双向放量，将二轴和三轴作简单包覆；之后通过松量的转移，将二轴和三轴的运动松量转移到连杆部分的包覆中，结合二轴和三轴的运动依次进行分段式的运动补偿设计和绘制，其中，上段为三轴运动补偿，中段为基本松量，下段为二轴运动补偿；根据穿脱便利性设计分割线，沿分割线通过投影映射法将其展开得到版样图。

所述双向放量具体包括以下步骤：

以二轴的运动轴线及一轴的运动轴线为基础，进行双向放量；

以三轴的运动轴线及四轴的运动轴线为基础，进行双向放量；

中间连杆部分以二轴和三轴的运动轴心连线，沿其所在的并与外轮廓面相垂直的截面，进行双向放量。

所述二轴运动补偿包括以下步骤：