一種多自由度輪式移動焊接機器人的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及機器人領域，具體涉及一種多自由度輪式移動焊接機器人。
【【背景技術】】
[0002]移動機器人是一個集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多功能于一體的綜合系統。它集中了傳感器技術、信息處理、電子工程、計算機工程、自動化控制工程以及人工智能等多學科的研宄成果，代表機電一體化的最高成就，是目前科學技術發展最活躍的領域之一。隨著機器人性能不斷地完善，移動機器人的應用范圍大為擴展，不僅在工業、農業、醫療、服務等行業中得到廣泛的應用，而且在城市安全、國防和空間探測領域等有害與危險場合得到很好的應用。因此，移動機器人技術已經得到世界各國的普遍關注。
[0003]傳統的串聯機器人具有結構簡單、成本低、工作空間大等優點，相對而言串聯機器人剛度低，不能應用于高速，大承載的場合。
[0004]并聯機器人和傳統的串聯機器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結構緊湊、承載能力大、剛度高且末端執行器慣性小等特點，驅動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態響應好。但是并聯機器人的明顯缺點是工作空間小和結構復雜。工程上現有的帶有局部閉鏈的操作機如M0T0MAN-K10并沒有解決工業機器人存在的問題。
[0005]本技術方案的機器人設有對稱結構的閉環子鏈故性能比一般的并聯機構更加優越，具有工作空間大、剛度高、承載能力強、慣量小和末端執行器精度高等優點，能應用在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復雜作業中，有效的的提高勞動效率，在產品質量和穩定性方面有很大提高；采用圓柱坐標型和關節坐標型的機械手能有效而快捷的對末端機構進行控制，并且這種機構結構剛度好、機械傳動精度高、工作空間大、機械傳動損耗小、無累積誤差能輸出較大的動力，具有有良好的控制功能；此含并聯閉環子鏈的機器人采用間接驅動方式，還能有效的減小驅動關節所需要的力矩。
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【發明內容】
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[0006]針對【背景技術】所述面臨的種種問題，本發明的目的在于提供一種多自由度輪式移動焊接機器人。
[0007]為達到上述目的，本發明一種多自由度輪式移動焊接機器人所采用的技術方案是:一種多自由度輪式移動焊接機器人，包括移動平臺、機身、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿、第十一連桿、第十二連桿、第十三連桿、第十四連桿、第十五連桿、末端執行器；第八連桿沿長度方向從左到右依次設置有第一連接部、第二連接部、第三連接部、第四連接部以及位于第二連接部下方的第五連接部；機身下端通過第一轉動副連接在移動平臺上，機身上端通過第二轉動副與第一連桿一端相連，機身上端的立桿通過第三轉動副與第八連桿的第五連接部相連，且立桿設有貫穿相對側面的縱向長槽；第一連桿另一端通過第四轉動副與第二連桿下端相連，第二連桿上端通過第五轉動副與第八連桿的第一連接部相連，在第四轉動副與第五轉動副之間的第二連桿上通過第六轉動副與第三連桿一端連接；第三連桿穿過機身立桿的縱向長槽，其相對第二連桿的另一端通過第七轉動副與第四連桿下端相連，第四連桿上端通過第八轉動副與第八連桿的第三連接部相連；第五連桿中部通過第九轉動副與第八連桿的第二連接部相連，第六連桿中部通過第十轉動副與第八連桿的第四連接部相連，第七連桿在第八連桿一側其一端通過第十一轉動副與第五連桿一端和第十連桿上端相連，第七連桿另一端通過第十二轉動副與第六連桿一端相連，第九連桿在第八連桿相對第七連桿另一側其一端通過第十三轉動副與第五連桿另一端相連，第九連桿另一端通過第十四轉動副與第六連桿另一端相連；第十連桿下端通過第十五轉動副第十一連桿一端相連，第十一連接桿中部通過第十六轉動副連接在第四連桿上，第十一連桿另一端通過第十七轉動副與第十二連桿下端相連，第十二連桿上端通過所述第十三轉動副與第五連接桿相連；第六連桿中部側向延伸設置有連接部，該連接部與第十三連桿一端形成剛性連接；第十四連桿一端通過第十八轉動副與第十三連桿另一端相連，第十四連桿另一端通過第十九轉動副與第十五連桿一端相連接，第十五連桿另一端通過第二十轉動副與末端執行器相連；所述第一轉動副垂直于可移動平臺，第二轉動副、第三轉動副、第四轉動副、第五轉動副、第六轉動副、第七轉動副、第八轉動副、第九轉動副、第十轉動副、第十一轉動副、第十二轉動副、第十三轉動畐IJ、第十四轉動副、第十五轉動副、第十六轉動副和第十七轉動副旋轉軸線相互平行。
[0008]進一步地，第一轉動副、第二轉動副、第十八轉動副、第十九轉動副、第二十轉動副分別安裝有驅動電機。
[0009]進一步地，第五連桿兩端在第九轉動副處相交形成大于90度的夾角；第六連桿兩端在第十轉動副處相交形成大于90度的夾角；第十一連桿兩端在第十六轉動副處相交形成大于90度的夾角。
[0010]進一步地，第八連桿的第五連接部部分進入機身立桿的縱向長槽內。
[0011]進一步地，所述第十三連桿為中空圓柱體，并套設在第六連桿的連接部及第十四連桿外。
[0012]進一步地，移動平臺通過安裝在其底部的車輪移動。
[0013]本發明具有以下有益效果:
[0014]1.本發明通過設置移動平臺，使機器人擁有幾乎無限大的工作空間和高度的運動冗余性，并同時具有移動和操作功能，在代替人從事危險、惡劣環境下作業和人所不及的環境作業方面，有更大的機動性、靈活性，能作用于更多的場合；
[0015]2.本發明的兩個并聯閉環子鏈，提高了機器人機構的剛度，并且并聯閉環子鏈的設計大大提高了機器人的工作空間，可以避免機器人的死點位置，并且可以使機器材人更好的保持平衡，可以使機器人機構承受更大的力和力矩；
[0016]3.與傳統機器人將電機安裝在每個連桿與連桿之間的關節處相比，本發明的電機安裝在第一轉動副、第二轉動副、第十八轉動副、第十九轉動副、第二十轉動副上，從而降低了整個機構的重心，還可以安裝功率較大的電機在機器人上，使末端執行器可以適應在焊接、噴涂、搬運、裝卸、裝配、碼垛等復雜作業中；
[0017]4.在相同功率下，本發明機構的工作效率優于同類型的機器人機構；
[0018]5.本發明通過各連桿構成的子鏈控制末端執行器，能使精度更高。
[0019]為便于貴審查委員能對本發明的目的、形狀、構造、特征及其功效皆能有進一步的認識與了解，并結合實施例作詳細說明。
【【附圖說明】】
[0020]圖1為本發明的結構示意圖；
[0021]圖2為本發明移動平臺的結構示意圖；
[0022]圖3為本發明機身的結構示意圖；
[0023]圖4為本發明第二連桿的結構示意圖；
[0024]圖5為本發明第五連桿的結構示意圖；
[0025]圖6為本發明第八連桿的結構示意圖；
[0026]圖7為本發明第九連桿的結構示意圖；
[0027]圖8為本發明第十連桿的結構示意圖；
[0028]圖9為本發明第十四連桿的結構示意圖；
[0029]圖10為本發明第十五連桿的結構示意圖；
[0030]圖11為本發明工作示意圖。
[0031]【具體實施方式】的附圖標號說明:
[0032]移動平臺I機身2第一連桿3
[0033]第二連桿5第三連桿24第四連桿20
[0034]第五連桿11第六連桿16第七連桿13
[0035]第八連桿18第九連桿14第十連桿39
[0036]第^^一連桿22 第十二連桿38第十三連桿25
[0037]第十四連桿26 第十五連桿28第一轉動副31
[0038]第二轉動副32 第三轉動副8第四轉動副4
[0039]第五轉動副9第六轉動副6第七轉動副23
[0040]第八轉動副19 第九轉動副33第十轉動副35
[0041]第^^一轉動副10 第十二轉動副15第十三轉動副12
[0042]第十四轉動副17 第十五轉動副7第十六轉動副34
[0043]第十七轉動副21 第十八轉動副37第十九轉動副27
[0044]第二十轉動副29 連接部36末端執行器30
【【具體實施方式】】
[0045]下面結合附圖和具體實施例對本發明一種多自由度輪式移動焊接機器人作進一步說明。
[0046]請參閱圖1至圖11，為本發明一種多自由度輪式移動焊接機器人，包括移動平臺1、機身2、第一連桿3、第二連桿5、第三連桿24、第四連桿20、第五連桿11、第六連桿16、第七連桿13、第八連桿18、第九連桿14、第十連桿39、第^^一連桿22、第十二連桿38、第十三連桿25、第十四連桿26、第十五連桿28、末端執行器30 ;
[0047]移動平臺I通過安裝在其底部的車輪移動；
[0048]第八連桿18沿長度方向從左到右依次設置有第一連接部、第二連接部、第三連接部、第四連接部以及位于第二