[发明专利]一种基于混联机构的力控建筑安装机器人

说明书

本发明公开了一种基于混联机构的力控建筑安装机器人，包括：橡胶轮全向移动平台，实现机器人的大行程移动并适应施工现场复杂地形；直线导轨，在全向移动平台停车状态下增大装置的作业范围；三自由度混联机械臂，用于控制机械臂在空间内的三自由度运动并保证末端姿态不变；四自由度力控混联作业模块，用于控制一个移动自由度和三个转动自由度，保证吸盘式瓷砖玻璃安装执行器完成瓷砖玻璃的取料与安装等操作，并控制作用在瓷砖玻璃上的外力；以及瓷砖玻璃移动原料库，实现瓷砖玻璃等原料的随车移动。该装置将四自由度力控混联作业模块安装在三自由度混联机械臂末端配合直线导轨与橡胶轮全向移动平台，可以实现瓷砖玻璃的大行程安装操作。

技术领域

本发明涉及建筑行业施工技术领域，特别涉及一种基于混联机构的力控建筑安装机器人。

背景技术

近年来，随着城镇化进程的进一步发展，建筑行业在很长一段时间内保持了较快的增长速度，其中建筑装饰行业在提升人民生活品质方面起到了极为重要的作用，也因此建筑装饰行业的重要性也日益显现。在建筑装饰行业中，玻璃与瓷砖都是常用的装饰材料。由于其美观与清洁方面的特点与优势，其目前在装修行业中占据较大的市场份额。但是目前在瓷砖玻璃的安装作业过程中存在自动化程度低，安装质量不稳定等问题。

随着中国经济转型压力不断增大，在建筑行业推广自动化智能化作业已经迫在眉睫。传统的工业机器人在工厂等结构化环境中的应用已经相当成熟，目前也有诸多研究希望能够将工业机器人的应用拓展到非结构化场景中，而建筑装饰行业就是很有前景的发展方向。传统的工业机器人多为采用串联方式连接而成的开链式结构，往往会出现末端刚度较差的情况，而混联机构则充分结合了串联与并联两种结构的优点，在工作空间、刚度、精度等方面表现出优异的性能，因此适用于建筑装饰行业相对恶劣复杂的使用环境中。基于混联机构开发适用于建筑行业使用的机器人对于提升行业整体的技术水平，改善工人作业环境等都具有极为重要的意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于混联机构的力控建筑安装机器人，该机器人能够在较大工作范围内完成瓷砖玻璃的取料、定位以及安装作业，并能够适应施工作业现场复杂的地面环境，通过用机器人施工作业以及对瓷砖玻璃上所作用外力的大小进行控制的方式来保证瓷砖与玻璃的安装质量。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种基于混联机构的力控建筑安装机器人。

本发明实施例的一种基于混联机构的力控建筑安装机器人，通过将四自由度力控混联作业模块安装在三自由度混联机械臂末端配合直线导轨并最终搭载于橡胶轮全向移动平台上，可以实现瓷砖玻璃等建筑装饰材料搭载于移动平台上的自动化取料、定位与安装操作，同时所述机器人能够保证瓷砖与玻璃安装过程中能够适应安装表面的形状以及瓷砖玻璃的取向等要求，并通过力控单元对外力的控制保证最终瓷砖玻璃的安装质量。

另外，根据本发明所述实施例的一种基于混联机构的力控建筑安装机器人还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述三自由度混联机械臂包括：大臂，第一连杆组和所述机械臂大臂构成平行四边形机构，以实现由底部电机驱动的绕底部转动副转动中心的转动运动；小臂，第二连杆组和所述机械臂小臂构成平行四边形机构，通过外加第三连杆以实现由底部电机驱动的绕转动轴心的转动运动；转动式底盘，转动式底盘可以实现机械臂整体绕竖直转轴的转动，保证机械臂末端实现空间三自由度移动。