[发明专利]一种打磨与制孔机器人

说明书

本发明提出一种打磨与制孔机器人，包括有电机减速器、伺服电机、转轴盘、上传动基盘、第一主铰链、第二主铰链、副铰链、第一伺服电动缸、第二伺服电动缸以及第三伺服电动缸，第一安装座铰链的安装座和第三安装座铰链的安装座对称安装在通过上传动基盘的圆心的直线上，第二安装座铰链的安装座位于上述两安装座的连线上，且靠近第三安装座铰链处，还包括有动平台、打磨夹头以及打磨头，本发明基于(3‑RPR)R四自由度混联机构，其中的并联机构为三自由度平面并联机构，其末端具有2T1R输出，该并联机构的耦合度为零，且具有解析式运动学正解，对于运动学和动力学控制十分有利，可用于复杂铸件的打磨或制孔，具有结构简单、制造方便、加工刚度与加工效率高的特点。

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，具体为一种打磨与制孔机器人。

背景技术

在工业生产中，对于一些结构较复杂的铸件，如发动机的缸体、缸盖，变速箱的壳体等零件，在铸造成型后还需要经过打磨，修整，钻孔等多道工序，传统的加工工艺依托不同的加工设备，对零件进行打磨与钻孔，故需要中途拆卸零部件并使用专门的加工装备进行加工，操作麻烦，效率不高，加工成本较大。目前，市场上也出现了基于串联机器人的打磨与制孔一体式的机器人加工装备，但是受限于串联机器人的结构特点，通常只能对一些薄壁件或者硬度不高的铝件进行加工。因此，亟需设计一种新型打磨与制孔智能装备应对这类零件的加工，并要求该装备具有结构简单，制造方便，加工刚度与加工效率高的特点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种打磨与制孔机器人，该机器人本体基于一种特殊的(3-RPR)R四自由度混联机构设计而来，其中的并联机构为零耦合度平面并联机构，该平面并联机构由转动定平台，三条简单支链和动平台组成，支链Ⅰ包括转动副R₁₁，移动副P₁₂和转动副R₁₃，支链Ⅱ包括转动副R₂₁，移动副P₂₂和转动副R₂₃，支链Ⅲ包括转动副R₃₁，移动副P₃₂和转动副R₃₃，支链Ⅰ与支链Ⅱ末端相交，即转动副R₁₃与R₂₃形成复合铰链，形成一个闭合回路LOOP₁；LOOP₁看作一个整体与支链Ⅲ构成第二个回路LOOP₂，该机构具有结构简单，制造方便，且耦合度为零具有解析式运动学正解，故运动学和动力学控制方便等优点，同时，机构具有较高的刚度和精度，特别适用于打磨或者制孔，且可用于制斜孔。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种打磨与制孔机器人，其特征在于：包括有电机减速器、伺服电机、转轴盘以及上传动基盘，所述伺服电机的输出轴连接在电机减速器上，所述电机减速器下方连接有转轴盘，所述转轴盘与上传动基盘连接，还包括有第一主铰链、第二主铰链、副铰链、第一伺服电动缸、第二伺服电动缸以及第三伺服电动缸，所述第一伺服电动缸的导杆末端连接第一主铰链，所述第二伺服电动缸的导杆末端连接副铰链，所述第一主铰链与副铰链在同一点处复合连接，形成复合铰链，第三伺服电动缸的导杆末端连接第二主铰链，所述上传动基盘下方设置有三个安装座，分别与三个伺服电动缸上端连接，形成了第一安装座铰链、第二安装座铰链以及第三安装座铰链，所述第一安装座铰链和第三安装座铰链的安装座分别对称安装在通过上传动基盘的圆心的直线上，所述第二安装座铰链的安装座位于上述两安装座的连线上，且靠近第三安装座铰链处，第一、第二和第三三个伺服电动缸上的电机分别驱动缸体内部的丝杠旋转并带动导杆伸缩活动，还包括有动平台，其上共有两个铰链连接座，两个铰链连接座的连线通过动平台的圆心，且该连线始终与上传动基盘上三个安装座铰链所在的直线共面，还包括有打磨夹头以及打磨头，所述动平台上方安装有低压直流电机，下方安装有打磨夹头，所述打磨夹头上连接有打磨头，所述低压直流电机驱动打磨夹头连接的输出轴实现转动。