可自重构的移动操纵器制造技术

一种操纵器包括移动板（1），移动板（1）用于承载末端执行器，且连接至多个腿，多个腿中的每一个包括远端和近端，通过夹紧装置（5a）、多个远端联接件（21a、22a）、多个中间联接件（23a、24a、25a、26a）以及多个近端联接件（27a、28a、29a），所述远端连接至移动板（1）并且所述近端连接至支撑物（6），致动器（31a、32a）连接在每一对纵向邻接的中间联接件（23a-24a、25a-26a）之间，远端联接件（21a、22a）通过远端旋转结合部（41a、7a、8a）的系统将中间联接件（23a-24a、25a-26a）与移动板（1）连接，远端旋转结合部（41a、7a、8a）的系统包括远端可锁合结合部（41a），并且近端联接件（27a、28a、29a）将中间联接件（23a-24a、25a-26a）与近端结合部（42a、43a、44a、45a）的系统连接，近端结合部（42a、43a、44a、45a）的系统包括可锁合近端结合部（42a、43a、44a）。操纵器能在不需要致动器直接作用在每一个结合部的情况下实现操纵、自重构以及移动运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种操纵器包括移动板（1），移动板（1）用于承载末端执行器，且连接至多个腿，多个腿中的每一个包括远端和近端，通过夹紧装置（5a）、多个远端联接件（21a、22a）、多个中间联接件（23a、24a、25a、26a）以及多个近端联接件（27a、28a、29a），所述远端连接至移动板（1）并且所述近端连接至支撑物（6），致动器（31a、32a）连接在每一对纵向邻接的中间联接件（23a-24a、25a-26a）之间，远端联接件（21a、22a）通过远端旋转结合部（41a、7a、8a）的系统将中间联接件（23a-24a、25a-26a）与移动板（1）连接，远端旋转结合部（41a、7a、8a）的系统包括远端可锁合结合部（41a），并且近端联接件（27a、28a、29a）将中间联接件（23a-24a、25a-26a）与近端结合部（42a、43a、44a、45a）的系统连接，近端结合部（42a、43a、44a、45a）的系统包括可锁合近端结合部（42a、43a、44a）。操纵器能在不需要致动器直接作用在每一个结合部的情况下实现操纵、自重构以及移动运动。【专利说明】可自重构的移动操纵器
本专利技术存在于机器人
内，并且具体地，本专利技术涉及一种用于物体的操纵，例如将物体A相对于物体B定位和保持从而在大型工作空间中执行一个或者更多个操作的装置和系统，并且本专利技术特别地但是不特定限制地使用在制造过程中。
技术介绍
工业，例如航空工业、造船业以及火车制造业正在处理大型工件。在这些工业中，并且通常也在制造业中，通常执行制造操作，例如测量、钻孔、研磨、剪切、检查、安装。用于这些操作的末端执行器在本领域中众所周知并且不形成本专利技术的部分；但是，下文中使用的术语“末端执行器”应当理解包含用于执行任一这些操作的全部的这些设备。下文中使用的术语“操纵”应当理解包括用于将末端执行器保持、定位在具有所需定向的所需位置的全部的这些操作。 为了将用于大型工件的这些操作自动化，系统需要能够具有下列属性:在任一操作位置处的良好的刚性和精度大型工作空间可重构的工作空间飞行模拟装置，例如Stewart平台【Stewart D., “具有六个自由度的平台，”机械工程师协会会刊，第371-386页，180卷，1965】已经作为并联操纵器而使用和研究。基于并联机构，提出具有六个自由度(DOFs )、5个DOFs、4个DOFs、3个DOFs以及2个DOFs的各种操纵器。操纵器的这些成员可以描述为通过多个运动链系连接的两个平台(移动板和固定板)，多个运动链系在下文中将称为并联操纵器的腿。通过致动在这些腿内的某些结合部，移动板可以相对于固定板以某自由度移动。他们被提出以便建立具有良好刚性和/或良好精度的操纵器。但是，大部分并联操纵器具有限制性的工作空间。一旦并联操纵器的部件的尺寸设定，移动板相对于固定板的移动限制于并联操纵器的预定工作空间。在现有技术中，下列解决方法已经提出来克服这些缺点:使并联操纵器可重构从而形成具有不同工作空间的机器【Xi，Fengeng ；Xu,Yuonan ；Xiong,Guolian0 “可重构并联机器人的设计和分析”，机械原理，191-211页，41卷，12,2006】。使并联操纵器可运输，例如美国专利号为N0.5987726中公开的内容。并联操纵器可以安装在诸如地板、固定设备等的不同位置上。为了获得较大工作空间，并联操纵器安装在多个移动平台上，例如，基于导向的系统【Pekka，Pessi，“用于执行国际热核聚变实验堆的真空容器的组装中的现场结合部焊接和加工的新型机器人的解决方法”，Thesis博士，拉普兰塔理工大学，芬兰2009】。现有技术中的可重构并联操纵器的重构需要许多机器停机时间。改变可运输并联操纵器的工作位置也是非常费时的过程。将并联操纵器放到另一移动装置例如轮式、履带式以及腿式系统上表现了额外部件和运动系统的控制。在长距离上具有高硬度和精度的建筑向导表现了单一的土建工程和非常高的成本。并联机器人(和包括闭合运动链系的一些系列机器人)的特征中的一个是存在被动结合部以及多个腿，被动结合部和多个腿将移动板连接至固定板。因为多个腿形成闭合的运动链系，闭合的运动链系将运动限制施加在系统上，不需要致动这些机器人的每一个结合部。枢转的结合部的存在相对于具有全部致动的结合部的机器人而言有助于相对高效地建造机器人。因为多个腿可以强化机器人的刚性和其它属性，因此并联机器人引起了越来越多的用于制造应用的专利技术。但是，由于与移动板和固定板连接的多个腿，机器人的工作空间的体积是十分不利的。为了扩大工作空间，传统并联操纵器安装在另一移动平台上，例如轮式机器人、履带式机器人以及腿式机器人。这将移动平台的额外致动器和控制装置引入系统。当长的导向装置被建立以扩大并联操纵器的工作空间时，需要向导装置的高的刚性从而使振动和偏差最小化并且增加定位精度。这导致了用于生产的单调的土建工程和较少的灵活性。
技术实现思路
本专利技术意于通过提供可自重构移动操纵器克服前述的现有技术的缺点，可自重构移动操纵器能够实现操纵、自重构以及移动运动，可自重构移动操纵器包括移动板和多个腿，移动板适合于承载物体，多个腿中每一个都具有远端和近端，远端连接至所述移动板，近端连接至支撑件；每一个腿包括至少一个致动器，至少一个致动器使所述移动板与支撑物体之间相互连接，其中，每一个腿包括多个联接件，并且在多个联接件的近端处可连接至夹紧装置，夹紧装置用于将腿连接至支撑件，支撑件是支撑物的夹紧区域；每一个致动器将远端中间联接件的对应近端部分与近端中间联接件的远端部分之间相互连接，所述远端中间联接件包括远端部分，远端部分通过至少一个远端枢转的结合部铰接地连接至移动板，并且所述近端中间联接件包括近端部分，近端部分通过至少一个近端枢转的结合部铰接地连接至夹紧装置中的一个；所述铰接的结合部包括远端可锁合结合部系统和近端可锁合结合部系统，远端可锁合结合部系统设置在所述致动器与所述移动板之间，近端可锁合结合部系统设置在所述致动器与所述夹紧装置之间；所述可锁合结合部系统设置成使腿固定在预设位置中，这由所述致动器的作用执行。文中使用的术语“近端”和“远端”分别是指“最接近支撑物”和“远离支撑件并且最接近移动板”。显而易见，每一个腿是运动链系，运动链系将夹紧装置与移动板连接。由移动板承载的物体是具有铰接的或者非铰接的运动链系的至少一个末端执行器。例如，末端执行器可以是从用于测量、检查、涂色、成形、组装以及其它所需的制造过程的工具中选择的至少一个工具。优选地，操纵器包括至少三个腿。另外优选地，每一个腿的远端固定至移动板的侧部。本专利技术的操纵器提供用于自动操作系统的操纵器，用于自动操作系统的操纵器可以实现操纵、自重构以及移动任务。与现有并联操纵器相比，本专利技术具有下列优势:本专利技术能够实现自重构从而获得具有不同形状和力性能的工作空间。本专利技术能够实现移动运动从而获得在不同位置处的工作空间。比在基于导向装置的解决方法中更少地需要土建工程。由于在一些铰接的结合部中使用锁合装置，用于实现移动的致动器的数量小于传统腿式机器人。根据本专利技术，根据操纵器的用途，夹紧装置可以例如是机械夹紧装置、真空夹紧系统或者电磁夹紧系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：塞德里克·巴拉达，杨海，弗朗索瓦·皮埃罗，塞巴斯蒂安·克鲁季，阿古斯丁·萨恩斯，
申请(专利权)人：TECNALIA法国公司，国家科学研究中心，
类型：
国别省市：