[发明专利]一种多自由度并联机构式点焊机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是一种多自由度并联机构式点焊机器人。

背景技术

点焊机器人由机器人本体、计算机控制系统、示教盒和点焊焊接系统组成，由于为了适应灵活动作的工作要求，通常点焊机器人选用关节式工业机器人的基本设计，一般具有六个自由度：腰转、大臂转、小臂转、腕转、腕摆及腕捻。其驱动方式有液压驱动和电气驱动两种。其中电气驱动具有保养维修简便、能耗低、速度高、精度高、安全性好等优点，因此应用较为广泛。点焊机器人按照示教程序规定的动作、顺序和参数进行点焊作业，其过程是完全自动化的，并且具有与外部设备通信的接口，可以通过这一接口接受上一级主控与管理计算机的控制命令进行工作。

传统的串联机器人为了实现末端执行器在工作空间中多个自由度的灵巧操作，它的运动链往往具有多个关节，通过控制各个关节的运动，可以实现末端执行器对工作空间中任意连续轨迹的跟踪运动。一般而言，串联机器人具有结构简单、工作空间大、操作灵活、正向运动学求解简便、成本低等优点，但是由于所有关节都集中在一条运动链上，串联机器人存在关节误差累积效应，末端执行器所能达到的位置精度往往有限，而较低的末端执行器刚度和负载驱动能力进一步限制了串联机器人在实际应用中的性能。

并联机器人和传统的串联机器人相比较，具有无累积误差、精度较高、结构紧凑、承载能力大、刚度高且末端执行器惯性小等特点，驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好；但是并联机器人的明显缺点是工作空间小和结构复杂。含有对称机构式的闭环子链的并联机器人的性能则更加优越，它采用圆柱坐标型和关节坐标型的机械手能有效而快捷的对末端机构进行控制，结构刚度好、机械传动精度高、工作空间大、机械传动损耗小、无累积误差，能输出较大的动力，具有良好的控制功能。此含并联闭环子链的机器人采用间接驱动方式，还能有效的减小驱动关节所需要的力矩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多自由度并联机构式点焊机器人，解决传统串联机器人关于所需力矩大，刚度低和定位精度差的缺点。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种多自由度并联机构式点焊机器人，包括机架、机身、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆和末端执行器；

机身第一个连接端通过第一转动副连接在机架上，机身第二个连接端通过第二转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第三转动副与第二连杆第一个连接端连接，第二连杆第二个连接端通过第四转动副与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过第五转动副与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过第八转动副与第五连杆第三个连接端连接，第二连杆第三个连接端通过第六转动副与第五连杆第一个连接端连接，机身第三个连接端通过第七转动副与第五连杆第二个连接端连接，第五连杆第四个连接端通过第九转动副与第六连杆第一个连接端连接，第六连杆第二个连接端通过第十转动副与第七连杆连接，第七连杆另一端通过第十一转动副与第九连杆第二个连接端连接，第六连杆第三个连接端通过第十二转动副与第八连杆一端连接，第八连杆另一端通过第十三转动副与第九连杆第三个连接端连接，第九连杆第一个连接端通过第十四转动副与第五连杆第五个连接端连接，第九连杆第四个连接端与第十连杆一端刚性连接，第十连杆另一端通过第十五转动副与第十一连杆一端连接，第十一连杆另一端通过第十六转动副与第十二连杆一端连接，第十二连杆另一端通过第十七转动副与末端执行器连接；

所述的机身通过第一转动副驱动，第一转动副通过电机驱动，第一连杆通过第二转动副驱动，第二转动副通过电机驱动，第十一连杆通过第十五转动副驱动，第十五转动副通过电机驱动，第十二连杆通过第十六转动副驱动，第十六转动副通过电机驱动，末端执行器通过第十七转动副驱动，第十七转动副通过电机驱动；

所述第一转动副垂直于机架，第二转动副、第三转动副、第四转动副、第五转动副、第六转动副、第七转动副、第八转动副、第九转动副、第十转动副、第十一转动副、第十二转动副和第十三转动副的旋转轴线相互平行。

本发明的突出优点在于：

1、通过两个并联闭环子链，提高了机器人机构的刚度，并且闭环子链机构式的设计大大提高机器人的工作空间，能避免机构的死点位置，微调装置能使机器人的作用范围更大，并且能使机构更好的保持平衡；