用于大型复杂零件加工的六自由度并联式爬壁机器人制造技术

本发明专利技术涉及工业机器人加工领域，目的是提供一种用于大型复杂零件加工的六自由度并联式爬壁机器人，以解决实际加工场景复杂导致加工作业困难和加工精度不足等问题。技术方案是一种用于大型复杂零件加工的六自由度并联式爬壁机器人；其特征在于：所述定平台与动平台之间设有六自由度并联机构；所述六自由度并联机构包括并联连接的六条分支；所述分支包括依次连接在定平台与动平台之间的第一移动副、第一球铰、第一连杆和第二球铰；所述动平台包括设有主轴加工头与动平台负压吸附机构的动机架，可用于大型复杂零件的加工；所述定平台包括设有定平台负压吸附机构的定机架，在移动和加工时可针对大型复杂零件的表面形状进行适应性的吸附。应性的吸附。应性的吸附。

【技术实现步骤摘要】
用于大型复杂零件加工的六自由度并联式爬壁机器人


[0001]本专利技术涉及工业机器人加工领域，具体是涉及一种用于大型复杂零件加工的六自由度并联式爬壁机器人。

技术介绍

[0002]随着我国工业改革后，工业装备和技术在汽车、船舶、能源、航空、航天等领域迅速发展，对于大型复杂大型零件的加工要求逐渐提升，拥有复杂曲面造型、加工场景特征众多的大型复杂零件的各种关键基础构件加工难度也随之提高。
[0003]并联结构相较于传统的串联机构，拥有更大的刚度、更强的柔性、结构紧凑、承载能力大、定位精度高、姿态调节能力优越等优点，利于现阶段更加多元化的加工生产，但是常规并联装备仍存在框架封闭的缺点。
[0004]爬壁机器人作为特种机器人，如今在民用、军事等领域都有着广泛运用，有效地解决了人工作业高强度、效率低、存在一定危险等问题，对于克服加工场景与加工模式复杂的情况有着独特的优势，现有的大型复杂零件加工模式如基于大型龙门机床的包络式加工和基于移动加工机器人的原位加工，因加工装备的结构体极大、安装复位难以及加工精度较低，难以实现在复杂加工场景的高精度加工。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
中的不足，提供一种用于大型复杂零件加工的六自由度并联式爬壁机器人，以解决实际加工场景复杂导致加工作业困难和加工精度不足等问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种用于大型复杂零件加工的六自由度并联式爬壁机器人，包括定平台与动平台；其特征在于：所述定平台与动平台之间设有六自由度并联机构；所述六自由度并联机构包括并联连接的六条分支；所述分支包括依次连接在定平台与动平台之间的第一移动副、第一球铰、第一连杆和第二球铰；所述动平台包括设有主轴加工头与动平台负压吸附机构的动机架，可用于大型复杂零件的加工；所述定平台包括设有定平台负压吸附机构的定机架，在移动和加工时可针对大型复杂零件的表面形状进行适应性的吸附。
[0008]所述动平台负压吸附机构包括通过第二移动副连接动机架的第一负压吸盘；所述定平台负压吸附机构包括与定机架连接的支座以及通过第三球铰连接支座的第二负压吸盘。
[0009]所述第一移动副包括与定机架连接的第一移动副导轨以及与第一球铰连接且与第一移动副导轨滑动配合的第一移动副滑块；所述第二移动副包括与第一负压吸盘连接的第二移动副导轨以及与动机架连接且与第二移动副导轨滑动配合的第二移动副滑块。
[0010]所述第二移动副导轨轴线互相平行。
[0011]所述第一移动副、第二移动副均为驱动副。
[0012]所述第一移动副、第二移动副均为电机带动的滚珠丝杠机构。
[0013]所述定平台负压吸附机构设置在定机架底部；所述定机架上设有六个定平台负压吸附机构。
[0014]所述第一移动副导轨呈放射状布置。
[0015]所述第一移动副导轨的一端靠近定机架的中心，第一移动副导轨的另一端靠近定平台负压吸附机构。
[0016]所述第一移动副的电机安装在靠近定机架的底部位置，第二移动副的电机安装在靠近动机架的位置。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术的整体结构具有透明化、紧凑便捷、低成本、稳定性高的特点，与现有的并联机构相比，具备更佳的发展前景；本专利技术在加工场景中可实现大范围空间定位移动以及小范围高精度加工，与现有的并联机构相比，具有负载能力强、刚度高、自适应能力强等优势；本专利技术具有驱动器少、杆件数量少、加工精度高等优点，与现有的并联机构相比，是更为行之有效的大型复杂零件加工的方式。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的实际作业示意图。
[0020]图2是本专利技术的立体结构示意图。
[0021]图3是本专利技术的定平台的立体结构示意图。
[0022]图4是本专利技术的动平台的立体结构示意图。
[0023]图5是本专利技术的分支的立体结构示意图。
[0024]附图标记：
[0025]六自由度并联式爬壁机器人1、大型复杂零件2、定机架11、定平台负压吸附机构12、动机架13、动平台负压吸附机构14、主轴加工头15、六自由度并联机构16、内圈111、支撑构件112、横杆113、支座121、第二负压吸盘122、第三球铰123、第一移动副导轨131、第一移动副滑块132、第一球铰133、第一连杆134、第二球铰135、第一负压吸盘141、第二移动副导轨142、第二移动副滑块143。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0027]如图1所示，用于大型复杂零件2加工的六自由度并联式爬壁机器人1，包括定平台、动平台、六自由度并联机构16。所述六自由度并联机构16设置在定平台与动平台之间。所述六自由度并联机构16包括并联连接在定平台与动平台之间的六条分支。
[0028]所述动平台包括动机架13，动机架13上设有主轴加工头15与动平台负压吸附机构14，可用于大型复杂零件2的加工。所述动平台负压吸附机构14包括第一负压吸盘141，第一负压吸盘141通过第二移动副连接动机架13。所述第二移动副包括与第一负压吸盘141连接
的第二移动副导轨142以及与动机架13连接且与第二移动副导轨142滑动配合的第二移动副滑块143。
[0029]所述定平台包括定机架11，定机架11上设有若干定平台负压吸附机构12，在机器人移动和加工时可针对大型复杂零件2的表面形状进行适应性的吸附。所述定平台负压吸附机构12包括与定机架11连接的支座121以及通过第三球铰123连接支座121的第二负压吸盘122。
[0030]所述分支包括依次连接在定机架11与动机架13之间的第一移动副、第一球铰133、第一连杆134和第二球铰135。所述第一移动副包括与定机架11连接的第一移动副导轨131以及与第一球铰135连接且与第一移动副导轨131滑动配合的第一移动副滑块132。
[0031]所述定平台负压吸附机构12设置在定机架11的底部。所述定机架11上设有六个定平台负压吸附机构12，这六个定平台负压吸附机构12均匀布置在定机架11的四周。所述动平台设置在六个定平台负压吸附机构12的中间。
[0032]所述定平台包括内圈111、六条支撑构件112、六条横杆113。内圈111为定平台的中心以及最高点，支撑构件112从上往下呈辐射状布置在内圈111四周，支撑构件112的一端(最高点)与内圈111固定，支撑构件112的另一端(最低点)通过横杆113两两固定，保证定机架11在运动过程中的稳定性。每条支撑构件112的最低点设有一个定平台负压吸附机构12。
[0033]所述第一移动副导轨131呈放射状布置，第一移动副导轨131的一端靠近定机架本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大型复杂零件加工的六自由度并联式爬壁机器人，包括定平台与动平台；其特征在于：所述定平台与动平台之间设有六自由度并联机构(16)；所述六自由度并联机构包括并联连接的六条分支；所述分支包括依次连接在定平台与动平台之间的第一移动副、第一球铰(133)、第一连杆(134)和第二球铰(135)；所述动平台包括设有主轴加工头(15)与动平台负压吸附机构(14)的动机架(13)，可用于大型复杂零件(2)的加工；所述定平台包括设有定平台负压吸附机构(12)的定机架(11)，在移动和加工时可针对大型复杂零件的表面形状进行适应性的吸附。2.根据权利要求1所述的用于大型复杂零件加工的六自由度并联式爬壁机器人，其特征在于：所述动平台负压吸附机构(14)包括通过第二移动副连接动机架(13)的第一负压吸盘(141)；所述定平台负压吸附机构(12)包括与定机架连接的支座(121)以及通过第三球铰(123)连接支座的第二负压吸盘(122)。3.根据权利要求2所述的用于大型复杂零件加工的六自由度并联式爬壁机器人，其特征在于：所述第一移动副包括与定机架(11)连接的第一移动副导轨(131)以及与第一球铰(133)连接且与第一移动副导轨(131)滑动配合的第一移动副滑块(132)；所述第二移动副包括与第一负压吸盘(141)连接的第二移动副导轨(142)以及与动机架(13)连接且与第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴馨雪，郑国畅，徐灵敏，李秦川，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：