[发明专利]基于三腿的轻载多冗余驱动六自由度并联调姿平台

说明书

本发明公开了一种基于三腿的轻载多冗余驱动六自由度并联调姿平台，其包括车体和三个完全相同的六自由度的调姿腿。车体包括底角为70°的等腰三角形方钢框架结构和外侧上下两罩体。锂电池、控制柜布置于框架内，倾角仪位于车底正中，激光测距仪位于3个角上。每个调姿腿包括升降、转向和行走三部分，升降部分的连接板与车体连接，电机经过带传动通过丝杠丝母完成升降动作；转向由齿轮驱动转向轴实现转动；行走则直接由电机驱动，并在这三部分上分别安装了力位传感器。本发明实现了平台的六自由调姿并具有全向运动，大大缩短了以往人工调姿的工作周期，而搭载了机械臂后，使得工作空间提高并更加灵活。

技术领域

本发明涉及智能化装备技术领域，更为具体地本发明涉及一种基于三腿的轻载多冗余驱动六自由度并联调姿平台。

背景技术

随着装配技术的发展与加工作业要求的提高，用于对产品加工的机器人专业分工越来越细，针对性越来越强。而以往待加工的产品对机械手臂操作要求比较简单，对所操作的对象精准操控能力较弱，一般流水线上的串联机械手臂受固定位置影响只能完成较简单的步骤。六自由度并联调姿平台不仅能像一般操作、装卸设备具有提升、移动机械手臂的功能，更具有精确调节操作对象的空间位置和姿态的能力，利用该平台六自由的调姿机械臂平台不再受固定位置限制及机械手臂自身操作空间的限制。随着自动化和智能化技术的发展，机械加工逐渐由原来的工人操作、半机械化操作发展到了机械化操作，并且正在逐步实现全自动化流水线作业的智能化无人工厂。然而在航空工业中的具有代表形的大型飞机的部分大部件加工等操作依然由人工来完成，这种工作方法制造周期长、装配环节多、工艺技术复杂，其可变性、可重构性差，已不能满足现代飞机装配的效能要求。其他各种大型设备如导弹、火箭、卫星等的装配和试验过程中，由于大型装备的零件数量多，外形结构比较复杂，以及加工过程中还具有部件之间协调准确性的要求和外形部分准确度的要求，所以加工劳动力强度大，加工精度要求较高，加工技术难度较大的特点，重要的是，由于这些加工行业产量少、部件大，无法形成现在一般工厂的流水线多个固定位置的机械臂加工的流水线，因此显然需要六自由度并联调姿平台来完成一般的加工机械臂的移动和调姿。

经对现有文献检索发现，目前关于的技术资料主要集中在运输车与调姿平台为两套系统，装置复杂或以运输车为主并具有简单的调姿装置，装配精度较低。中国专利201721567896.7公开了一种工业自动化运输小车，该设备可以完成侧翻动作，然而只能实现小车的卸货功能。中国专利201710180215.X公开了一种基于AGV智能并联机器人的飞机舱门智能安装方法，这种设备虽然具有运输功能并能多轴调姿但调姿系统由六个伸缩杆组成，结构十分复杂占用较大的载重且姿态控制较复杂。中国专利201220133929.8公开了一种三轮足式串并混联机器人，其中运动支链由六个转动关节完成六自由度运动，每个关节具有单独的电机和编码器，结构复杂，完成特定姿态控制较难，且支链全部由转动副连接承载较差，控制精度较低。

综上所述，调姿平台具有运输功能一部分只能完成水平方向的翻转，在一般工厂运行使用中有一定的局限性。而能完成六自由度调姿并具有运输功能的平台，调姿平台与运输系统分离，装置复杂；或每个支链需要控制的自由度较多，且结构复杂。因此需要一个结构简单承载较强并具有较高调姿精度的平台，而本发明则每个支链只需三个控制量的输入即可完成六自由度的支链运动，结构简单，且支链竖直方向升降由丝杠完成，车体由方钢框结构，都具有一定的承载性且平台稳定，调姿精度较高。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提出一种基于三腿的轻载多冗余驱动六自由度并联调姿平台，其包括车体和三个完全相同的六自由度的调姿腿。车体包括底角为70°的等腰三角形方钢框架结构和外侧上下两罩体。锂电池、控制柜布置于框架内，倾角仪位于车底正中，激光测距仪位于3个角上。每个调姿腿包括升降、转向和行走三部分，升降部分的连接板与车体连接，电机经过带传动通过丝杠丝母完成升降动作；转向则齿轮驱动转向轴实现转动；行走则直接由电机驱动，并在这三部分上分别安装了力位传感器。本发明实现了平台的六自由调姿并具有全向运动，大大缩短了以往人工调姿的工作周期，而搭载了机械臂后，使得工作空间提高并更加灵活。