【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人，具体涉及一种冲压线高速输送机器人及机器人关节参数优化方法。
技术介绍
1、工业机器人能够根据指令进行快速搬运、生产，并能按照要求高效地完成任务，这使得工业机器人在自动化领域受到广泛应用。目前，现有的工件输送机器人中单臂杆机器人以单臂形式固定于底座或者机架上，利用在单臂上滑动的输送装置取放工件；然而在高速运输时，这种机器人存在运输效率低、制造成本高的问题，并且工作空间较小不能很好的适应大型生产线；除此以外，现有的输送机器人还存在因机构的非对称性而导致结构不稳定的问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提出一种冲压线高速输送机器人及机器人关节参数优化方法，可用于多台压力机之间的工件拾取与运输，结构灵活性强，运输工件稳定，能够提高自动化生产效率，与现有同类型装置相比运输范围更广泛。
2、为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一方面，本专利技术提供了一种冲压线高速输送机器人，包括：机架、第一摇臂、第二摇臂、第三摇臂和端拾器；第一摇臂的转动端安装在机架上，第二摇臂的转动端沿x轴滑动连接在机架上，第一摇臂摆动时驱动第二摇臂的转动端滑动，第三摇臂的转动端滑动连接在第二摇臂上，并能够沿第二摇臂的长度方向滑动，第三摇臂的摆动端转动连接端拾器。
4、可选的，所述第一摇臂和机架之间还设置有第一连杆，所述第一摇臂上滑动连接第一滑块，第一滑块能够沿第一摇臂的长度方向滑动，第一滑块上转动连接第一连杆的一
5、可选的，第二摇臂的转动端通过x轴移动机构连接在机架上，所述x轴移动机构包括第二连杆、安装在机架上的行星滚柱丝杠和滑动设置在行星滚柱丝杠上的第二滑块，第二摇臂的转动端安装在第二滑块上，第二连杆的一端与第二滑块转动连接，第二连杆的另一端与第一摇臂的摆动端转动连接。
6、可选的，所述第二摇臂上设有第三滑块，第三滑块能够沿第二摇臂的长度方向滑动；所述第三摇臂的转动端通过第三滑块连接在第二摇臂上；所述端拾器的转动端与第三摇臂的摆动端转动连接。
7、可选的，驱动第一摇臂摆动和驱动第三摇臂摆动的驱动机构均包括rv减速器。
8、另一方面，本专利技术提供了一种冲压线高速输送机器人关节参数优化方法，其特征在于，应用于第一方面中所述的冲压线高速输送机器人，所述方法包括：
9、基于蒙特卡洛模拟方法获取端拾器所能够到达的空间位置；
10、基于五次多项式插值对冲压线高速输送机器人的运动轨迹进行规划，得到冲压线高速输送机器人的运动轨迹；
11、基于端拾器所能够到达的空间位置及冲压线高速输送机器人的运动轨迹，优化所述机器人的关节参数。
12、可选的，基于蒙特卡洛模拟方法获取端拾器所能够到达的空间位置，包括：
13、获取机器人关节参数限制范围内的随机值；所述关节参数包括第二摇臂的长度、第三摇臂的长度、第三摇臂相较于第二摇臂的可移动距离、第二摇臂转动端的转动角度、第三摇臂转动端的转动角度和端拾器转动端的转动角度；
14、将随机值代入端拾器相对于基坐标系的齐次变换矩阵中，进行正运动学求解，得到端拾器所能够到达的空间位置。
15、可选的，所述基于五次多项式插值对冲压线高速输送机器人的运动轨迹进行规划，包括；
16、拟定机器人所需运动轨迹中的关键数据点；所述关键数据点包括机器人关节运动的初始轨迹点、结束轨迹点，所述关节包括第二摇臂的转动端、第三摇臂的转动端、端拾器的转动端和第三滑块；
17、通过建立五次多项式的一般形式，将所述关键数据点转化为方程组；
18、利用初始轨迹点和结束轨迹点的位置、速度以及加速度构成约束条件，对方程组进行求解，得到五次多项式的系数；
19、将所述轨迹的预定时间范围分为若干小时间段，利用五次多项式的系数得到若干小时间段机器人的位置点；
20、将若干小时间段机器人的位置点连接，生成机器人的运动轨迹。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
22、本专利技术提出一种冲压线高速输送机器人，通过第一摇臂带动第二摇臂在机架的x轴上滑动，第三摇臂在第二摇臂上做直线和旋转运动以此控制端拾器做直线运输运动，实现了机器人第二摇臂和第三摇臂协调平稳的摆动，结构简单、灵活性强，运输工件稳定性高，能够提高自动化生产效率，与现有同类型装置相比运输范围更广泛，可用于多台压力机之间的工件拾取与运输；
23、本专利技术部分驱动机构采用rv减速器进行传动，其具有结构紧凑、体积小、抗冲击能力强、扭矩大、振动小的优点，能够提高机器人刚度，解决现有设备的单臂杆机械手柔性不足从而导致运输效率低、制造成本高、占用空间大、高速作业环境下结构振动大、环境适应能力低等问题；
24、本专利技术运用行星滚柱丝杠进行传动，其具有高承载、耐冲击、噪音低、体积小、抗冲击能力强、高精度和环境适应能力强等优点，从而提高冲压线高速输送机器人的刚度，且使其在高速运转时结构更加稳固，提高生产效率；
25、本专利技术第一摇臂、第一连杆、第一滑块和x轴移动机构构成具有急回特性的机构，驱动机构控制第一连杆转动，第一连杆带动第一滑块在第一摇臂的长度方向滑动，控制第一摇臂摆动，第一摇臂带动第二连杆驱动第二滑块在行星滚柱丝杠上沿x轴方向运动具有急回特性，可以使工作行程平均速度小，工作行程平稳，非工作行程速度快，从而缩短非工作时间，达到提高工作效率的目的；
26、本专利技术提出一种冲压线高速输送机器人关节参数优化方法，通过蒙特卡洛模拟获取机器人可到达的空间位置，基于五次多项式插值获取机器人的工作轨迹，结合机器人的工作空间位置及工作轨迹，优化机器人的关节参数，以实现本专利技术机器人的工作空间的最大化与可行化，运输范围广泛、动态性更高、性能更强，以解决现有机器人运行过程中可能发生的冲击过大以至于停机维修等问题，提升了机器人运行的稳定性与装置的经济效益。
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1.一种冲压线高速输送机器人，其特征在于，包括：机架、第一摇臂、第二摇臂、第三摇臂和端拾器；第一摇臂的转动端安装在机架上，第二摇臂的转动端沿X轴滑动连接在机架上，第一摇臂摆动时驱动第二摇臂的转动端滑动，第三摇臂的转动端滑动连接在第二摇臂上，并能够沿第二摇臂的长度方向滑动，第三摇臂的摆动端转动连接端拾器；所述第一摇臂和机架之间还设置有第一连杆，所述第一摇臂上滑动连接第一滑块，第一滑块能够沿第一摇臂的长度方向滑动，第一滑块上转动连接第一连杆的一端，第一连杆的另一端转动连接第一摇臂的驱动机构，所述第一摇臂的驱动机构设置在机架上；第二摇臂的转动端通过X轴移动机构连接在机架上，所述X轴移动机构包括第二连杆、安装在机架上的行星滚柱丝杠和滑动设置在行星滚柱丝杠上的第二滑块，第二摇臂的转动端安装在第二滑块上，第二连杆的一端与第二滑块转动连接，第二连杆的另一端与第一摇臂的摆动端转动连接。
2.根据权利要求1所述的冲压线高速输送机器人，其特征在于，所述第二摇臂上设有第三滑块，第三滑块能够沿第二摇臂的长度方向滑动；所述第三摇臂的转动端通过第三滑块连接在第二摇臂上；所述端拾器的转动端与第三摇
3.根据权利要求1-2任一项所述的冲压线高速输送机器人，其特征在于，驱动第一摇臂摆动和驱动第三摇臂摆动的驱动机构均包括RV减速器。
4.一种冲压线高速输送机器人关节参数优化方法，其特征在于，应用于权利要求2中所述的冲压线高速输送机器人，所述方法包括：
5.根据权利要求4所述的冲压线高速输送机器人关节参数优化方法，其特征在于，基于蒙特卡洛模拟方法获取端拾器所能够到达的空间位置，包括：
6.根据权利要求4所述的冲压线高速输送机器人关节参数优化方法，其特征在于，所述基于五次多项式插值对冲压线高速输送机器人的运动轨迹进行规划，包括；
...【技术特征摘要】
1.一种冲压线高速输送机器人，其特征在于，包括：机架、第一摇臂、第二摇臂、第三摇臂和端拾器；第一摇臂的转动端安装在机架上，第二摇臂的转动端沿x轴滑动连接在机架上，第一摇臂摆动时驱动第二摇臂的转动端滑动，第三摇臂的转动端滑动连接在第二摇臂上，并能够沿第二摇臂的长度方向滑动，第三摇臂的摆动端转动连接端拾器；所述第一摇臂和机架之间还设置有第一连杆，所述第一摇臂上滑动连接第一滑块，第一滑块能够沿第一摇臂的长度方向滑动，第一滑块上转动连接第一连杆的一端，第一连杆的另一端转动连接第一摇臂的驱动机构，所述第一摇臂的驱动机构设置在机架上；第二摇臂的转动端通过x轴移动机构连接在机架上，所述x轴移动机构包括第二连杆、安装在机架上的行星滚柱丝杠和滑动设置在行星滚柱丝杠上的第二滑块，第二摇臂的转动端安装在第二滑块上，第二连杆的一端与第二滑块转动连接，第二连杆的另一端与第一摇臂的摆动端转动连接。
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【专利技术属性】
技术研发人员：柳皓文，李轩，高靖康，陈若凡，范立成，陈涛，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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