[发明专利]一种具有多自由度的机构式移动焊接机器人

说明书

【技术领域】

本发明涉及机器人领域，尤指一种具有多自由度的机构式移动焊接机器人。

【背景技术】

移动机器人的研究始于60年代末期。斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和Charles Rosen等人，在1966年至1972年中研发出了取名Shakey的自主移动机器人[1]。目的是研究应用人工智能技术，在复杂环境下机器人系统的自主推理、规划和控制。

根据移动方式来分，可分为：轮式移动机器人、步行移动机器人(单腿式、双腿式和多腿式)、履带式移动机器人、爬行机器人、蠕动式机器人和游动式机器人等类型；按工作环境来分，可分为：室内移动机器人和室外移动机器人；按控制体系结构来分，可分为:功能式(水平式)结构机器人、行为式(垂直式)结构机器人和混合式机器人；按功能和用途来分，可分为:医疗机器人、军用机器人、助残机器人、清洁机器人等。

传统的串联机器人具有结构简单、成本低、工作空间大等优点，相对而言串联机器人刚度低，不能应用于高速，大承载的场合。

并联机器人和串联机器人相比较，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，工程上现有的带有局部闭链的操作机如MOTOMAN-K10并没有解决工业机器人存在的问题。

本技术方案的机器人设有对称结构的闭环子链故性能比一般的并联机构更加优越，具有工作空间大、刚度高、承载能力强、惯量小和末端执行器精度高等优点，能应用在焊接、喷涂、搬运、装卸、装配、码垛等复杂作业中，有效的的提高劳动效率，在产品质量和稳定性方面有很大提高；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，并且这种机构结构刚度好、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】

针对背景技术所述面临的种种问题，本发明的目的在于提供一种具有多自由度的机构式移动焊接机器人。

为达到上述目的，本发明一种具有多自由度的机构式移动焊接机器人所采用的技术方案是：一种具有多自由度的机构式移动焊接机器人，包括移动平台、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、末端执行器；第六连杆沿长度方向设置有第一连接部、第二连接部、以及位于第一连接部下方的第三连接部；机身下端通过第一转动副连接在移动平台上，机身上端的立杆通过第二转动副与第六连杆的第三连接部相连，且立杆设有贯穿相对侧面的纵向长槽；第一连杆中部通过第三转动副连接在机身立杆的纵向长槽内，且第一连杆的两端在纵向长槽的两侧外，第一连杆一端通过第四转动副与第二连杆下端相连，第一连杆另一端通过第五转动副与第三连杆下端相连；第四连杆中部通过第六转动副连接在第六连杆的第一连接部，第五连杆中部通过第七转动副连接在第六连杆的第二连接部；第七连杆在第六连杆一侧其一端通过第八转动副与第四连杆一端和第二连杆上端相连，第七连杆另一端通过第九转动副与第五连杆一端相连，第八连杆在第六连杆相对第七连杆另一侧其一端通过第十转动副与第四连杆另一端和第三连杆上端相连，第八连杆另一端通过第十一转动副与第五连杆另一端相连；第五连杆中部侧向延伸设置有连接部，该连接部与第九连杆一端形成刚性连接；第十连杆一端通过第十二转动副与第九连杆另一端相连，第十连杆另一端通过第十三转动副与第十一连杆一端相连接，第十一连杆另一端通过第十四转动副与末端执行器相连；所述第一转动副垂直于可移动平台，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、第十转动副和第十一转动副旋转轴线相互平行。

进一步地，第一转动副、第三转动副、第十二转动副、第十三转动副、第十四转动副上分别安装有驱动电机。

进一步地，第一连杆两端在第三转动副处相交形成大于90度的夹角；第四连杆两端在第六转动副处相交形成大于90度的夹角；第五连杆两端在第七转动副处相交形成大于90度的夹角。

进一步地，所述第六连杆的第三连接部位于纵向长槽内。

进一步地，所述第九连杆为中空圆柱体，并套设在第五连杆的连接部及第十连杆外。

进一步地，移动平台通过安装在其底部的车轮移动。