一种并联可控机构式多自由度移动码垛机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种并联可控机构式多自由度移动码垛机器人，包括并联的三个可控微调四杆机构闭环子链、一个串联的执行机构子链和一个可移动平台。所述四杆机构闭环子链可控制第一连杆所在四杆机构闭环子链所在平面内运动，可移动平台、并联连杆和机身的运动可实现动平台的空间运动。本发明专利技术通过三个闭环子链和机身的合成运动实现控制，实现末端执行器的空间运动，动力学性能好，可靠性高，通过移动平台实现移动功能，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，同时具有移动和操作功能，由连杆进行控制，杆件能做成轻杆，机构的工作空间大，能作用于更多的场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人领域，特别是一种并联可控机构式多自由度移动码垛机器人。
技术介绍
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宄成果，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并没有解决工业机器人存在的问题，而含有对称机构式的闭环子链的并联机器人的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尚等优点，能应用在焊接、喂'涂、搬运、装卸、装配、码燥等复杂作业中，有效的的提尚劳动效率，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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种并联可控机构式多自由度移动码垛机器人，解决传统串联机器人关于所需力矩大，刚度低和工作空间小的缺点。本专利技术通过以下技术方案达到上述目的:一种并联可控机构式多自由度移动码垛机器人，包括机身、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、末端执行器及可移动平台；所述第三连杆为“T”字形，第三连接端设在“T”字形的横杆和竖杆连接的位置，第一连接端和第四连接端分别位于“T”字形的横杆的两端，第三连接端“T”字形的竖杆的下端;机身下端通过第一转动副连接在可移动平台上，机身通过第二转动副与第一连杆的一端连接；第一连杆的另一端通过第三转动副与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过第四转动副与第三连杆的第一连接端连接，机身上端通过第五转动副与第三连杆第二连接端连接；第十一连杆的一端通过第六转动副与第三连杆第三连接端连接，第十一连杆的另一端通过第十转动副与第七连杆一端连接，第七连杆的另一端通过第十一转动副与第十二连杆的一端连接，第十二连杆的另一端通过第七转动副与第三连杆第四连接端连接；第四连杆的一端通过第六转动副与第三连杆第三连接端连接，第四连杆的另一端通过第八转动副与第六连杆的一端连接，第六连杆的另一端通过第九转动副与第五连杆的一端连接，第五连杆的另一端通过第七转动副与第三连杆第四连接端连接；第八连杆的一端刚性连接在第七转动副的转轴侧壁上，第八连杆的另一端通过第十二转动副与第九连杆一端连接，第九连杆的另一端通过第十三转动副与第十连杆一端连接，第十连杆的另一端通过第十四转动副与末端执行器连接。所述第一转动副垂直于可移动平台，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。第十一连杆与第十二连杆分别固定连接在第六转动副的转轴两端；第四连杆与第五连杆分别固定连接在第六转动副的转轴两端。本专利技术的突出优点在于:1、通过两个并联闭环子链，提高了机器人机构的刚度，并且闭环子链机构式的设计大大提高机器人的工作空间，能避免机构的死点位置，微调装置能使机器人的作用范围更大，并且能使机构更好的保持平衡；2、与传统的电机是安装在每个关节处的工业机器人相比，机构通过两个并联闭环子链连接的机器人的电机是安装在四杆机构关节上，通过四杆机构上的运动副驱动闭环链运动，从而间接驱动末端连杆，使末端执行器的活动度和活动空间更大，能减小能动力矩；3、电机安装在第五连杆的后面，降低了整个机构的重心，而且可以安装功率较大的电机在机构上，使末端执行器可以适应在焊接、喷涂、搬运、装卸、装配、码垛等复杂作业中；4、机构式机构与末端执行之间用一个带铰链的连杆和末端执行器连接，使执行器灵活度更高，工作空间比以往的机器人更大，而且带铰链的连杆做成轻杆，可以使整个机构动力性能更好且易于控制，可以使末端执行器在小范围内转动360度周角，使机构能适用于更多场合；5、机构上的微调装置与传统的带有局部闭链的操作机相比，重心集中在微调装置上，机构平衡性好，能使机器人机构承受更大的力和力矩；6、机器人安装在移动平台上，这种结构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，这是它优于移动机器人和传统的机器人；7、移动机器人具有移动功能，在代替人从事危险、恶劣(如辐射、有毒等)环境下作业和人所不及的(如宇宙空间、水下等)环境作业方面，比一般机器人有更大的机动性、灵活性。【附图说明】图1为本专利技术所述并联可控机构式多自由度移动码垛机器人的结构示意图。图2为本专利技术所述并联可控机构式多自由度移动码垛机器人的可移动平台结构示意图。图3为本专利技术所述并联可控机构式多自由度移动码垛机器人的机身结构示意图。图4为本专利技术所述并联可控机构式多自由度移动码垛机器人的第三连杆示意图。图5为本专利技术所述并联可控机构式多自由度移动码垛机器人的第四连杆示意图。当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联可控机构式多自由度移动码垛机器人，包括机身、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、末端执行器及可移动平台，其特征在于，所述第三连杆为“T”字形，第三连接端设在“T”字形的横杆和竖杆连接的位置，第一连接端和第四连接端分别位于“T”字形的横杆的两端，第三连接端“T”字形的竖杆的下端；机身下端通过第一转动副连接在可移动平台上，机身通过第二转动副与第一连杆的一端连接；第一连杆的另一端通过第三转动副与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过第四转动副与第三连杆的第一连接端连接，机身上端通过第五转动副与第三连杆第二连接端连接；第十一连杆的一端通过第六转动副与第三连杆第三连接端连接，第十一连杆的另一端通过第十转动副与第七连杆一端连接，第七连杆的另一端通过第十一转动副与第十二连杆的一端连接，第十二连杆的另一端通过第七转动副与第三连杆第四连接端连接；第四连杆的一端通过第六转动副与第三连杆第三连接端连接，第四连杆的另一端通过第八转动副与第六连杆的一端连接，第六连杆的另一端通过第九转动副与第五连杆的一端连接，第五连杆的另一端通过第七转动副与第三连杆第四连接端连接；第八连杆的一端刚性连接在第七转动副的转轴侧壁上，第八连杆的另一端通过第十二转动副与第九连杆一端连接，第九连杆的另一端通过第十三转动副与第十连杆一端连接，第十连杆的另一端通过第十四转动副与末端执行器连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡敢为，王麾，范雨，王少龙，李智杰，张永文，朱凯君，王龙，王小纯，李岩舟，杨旭娟，温芳，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45