一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人，包括：定位与卡紧模块，可实现机器人在深孔内的移动、定位及固定；全局定位模块，通过测量加工基准坐标系相对全局坐标系位置和姿态，建立加工基准坐标系与全局坐标系之间的映射关系；六自由度并联模块，用于调整两自由度加工与检测模块的位置和姿态；两自由度加工与检测模块，可实现对深孔内部特征的镗孔加工并对加工质量进行检测。支撑模块，支撑两自由度加工与检测模块，保证加工刚度，提高加工质量。该机器人可在深孔内灵活定位并稳定支撑，最终实现深孔内部特征的镗孔加工和在线检测。相比现有加工装备该机器人在深孔内部特征加工上具有灵活性高、加工效率高、可实现原位加工等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人
本专利技术涉及先进制造
，特别涉及一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人。
技术介绍
国防、能源和航空航天等领域是国民经济发展的重点领域，这些领域的发展对提升国家综合实力具有至关重要的作用。随着这些领域的不断发展，领域内的装备也逐渐朝着更复杂、更精密、更集成化的方向发展。为满足新型装备的高效、高精加工要求，加工装备也需根据加工特征的需要进行开发和升级。深孔内部特征是国防、能源和航空航天等领域内的装备待加工特征中典型的特征，如深孔中的圆环支撑面，该特征通常位于3-8m的深孔内部，圆环支撑面直径在0.5-1m左右，为满足使用需求，需对其进行镗孔加工。为实现此特征的加工，加工装备需要进入深孔内部进行作业，传统的加工装备在加工效率、精度和加工可达性上难以达到加工要求。移动加工机器人由于具有加工灵活的特点，在此类特征加工上具有明显的优势。常见的移动加工机器人由滑动导轨或者AGV小车和加工模块组合而成，可以实现在地面的灵活移动及加工。受深孔内部特征位置的限制，现有的移动加工机器人难以达到指定位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人，其特征在于，包括：/n定位与卡紧模块，用以实现机器人在待加工深孔内的移动、定位和固定；/n全局定位模块，通过测量加工基准坐标系相对全局坐标系位置和姿态，建立加工基准坐标系与全局坐标系之间的映射关系；/n六自由度并联模块，固定连接于定位与卡紧模块下方，具有六个自由度的调整能力，用于调整两自由度加工与检测模块的位置和姿态；/n两自由度加工与检测模块，安装在六自由度并联模块的动平台上，具有轴向和径向进给能力，以实现末端刀具高速旋转并对深孔特征进行镗孔加工；/n支撑模块，在加工时可实现对两自由度加工与检测模块的力自适应支撑固定，保证机器人在加工过程中具有...

【技术特征摘要】
1.一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人，其特征在于，包括：
定位与卡紧模块，用以实现机器人在待加工深孔内的移动、定位和固定；
全局定位模块，通过测量加工基准坐标系相对全局坐标系位置和姿态，建立加工基准坐标系与全局坐标系之间的映射关系；
六自由度并联模块，固定连接于定位与卡紧模块下方，具有六个自由度的调整能力，用于调整两自由度加工与检测模块的位置和姿态；
两自由度加工与检测模块，安装在六自由度并联模块的动平台上，具有轴向和径向进给能力，以实现末端刀具高速旋转并对深孔特征进行镗孔加工；
支撑模块，在加工时可实现对两自由度加工与检测模块的力自适应支撑固定，保证机器人在加工过程中具有良好的刚度。


2.根据权利要求1所述的一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人，其特征在于，所述两自由度加工与检测模块包括刀架模块和轴向进给模块，所述轴向进给模块通过联轴器与所述刀架模块相连，所述轴向进给模块实现所述刀架模块沿待加工内孔轴向的进给运动，所述刀架模块装有对称分布的刀具，且所述刀架模块上还装有对称分布的测头和配重块。


3.根据权利要求1所述的一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人，其特征在于，所述支撑模块包括第一轴承、套筒、支撑装置基座、多个支撑支腿一；其中，多个所述支撑支腿一均匀环绕设置在支撑装置基座上，多个支撑支腿一结构相同，所述支撑支腿一均包括下圆弧形支撑足和带有力传感器的伸缩装置。


4.根据权利要求3所述的一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人，其特征在于，第一轴承的内圈固定连接于刀架下壳，所述第一轴承的外圈固定连接于套筒，套筒与刀架下壳通过第一轴承实现转动运动；所述套筒与支撑装置基座间滑动连接，套筒上设置有限位结构；所述带有力传感器的伸缩装置固定连接于支撑装置基座下方；所述下圆弧形支撑足固定连接于带有力传感器的伸缩装置，带有力传感器的伸缩装置驱动下圆弧形支撑足做直线运动。


5.根据权利要求1所述的一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人，其特征在于，支撑模块包括多个支撑支腿一，多个支撑支腿一均匀环绕设置在六自由度并联模块的动平台上。


6.根据权利要求5所述的一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人，其特征在于，多个支撑支腿一结构相同，均包括带有力传感器的伸缩装置和下圆弧形支撑足；所述带有力传感器的伸缩装置固定连接于六自由度并联模块的动平台，所述下圆弧形支撑足固定连接于带有力传感器的伸缩装置，带有力传感器的伸缩装置驱动下圆弧形支撑足做直线运动。


7.根据权利要求1所述的一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人，其特征在于，支撑模块包括第二轴承、六自由度姿态调整装置、多个支撑支腿一；所述六自由度姿态调整装置与连接于定位与卡紧模块和两自由度加工与检测模块间的六自由度并联模块结构相同。


8.根据权利要求7所述的一种面向深孔内部特征原位加工的移动式机器人，其特征在于，多个所述支撑支腿一均匀环绕设置在六自由度姿态调整装置的定平台上，多个支撑支腿一结构相同，多个所述支撑支腿一均包括带有力传感器的伸缩装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辛军，谢福贵，崇增辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11