[发明专利]一种用于船舶舱壁打磨的五自由度并联机器人

说明书

本发明涉及机器人技术领域。技术方案是：一种用于船舶舱壁打磨的五自由度并联机器人，包括机架、装有复合铰链的动平台以及并联连接在机架与动平台之间的四个第一分支和一个第二分支；其特征在于：第一分支包括依次连接在机架与复合铰链之间的第一圆柱副导轨、第一圆柱副滑块、第一虎克铰、第一连杆以及第一转动副，第一圆柱副导轨与第一圆柱副滑块配合形成第一圆柱副；第二分支包括依次连接在机架与动平台之间的第二圆柱副导轨、第二圆柱副滑块、第二虎克铰、第二连杆以及第二转动副，第二圆柱副导轨与第二圆柱副滑块配合形成第二圆柱副。该并联机器人具有结构紧凑、刚度好、精度高等优点。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体是一种用于轮船舱壁打磨的五自由度并联机器人。

背景技术

大型船舶的舱体通常采用分段制造、再焊接成整体的方式进行。在各段连接处有材料堆积，影响表面平整度和美观度。通常需要对焊缝进行打磨抛光以方便后续的喷漆作业。现阶段，船舶舱壁的打磨作业通常是人工完成，存在以下问题：(1)工作环境恶劣，火花和粉尘危害工人身体健康；(2)工人技术熟练度不同，打磨质量参差不齐；(3)自动化程度低、生产效率低。

随着机器人技术的发展，机器人打磨技术被引入船舶舱体的打磨作业中。机器人具有重复性好、效率高、环境适应性好等优点，能很好地完成恶劣工作环境中的重复性工作。目前大多数用于船舶舱体打磨的机器人是串联式结构。串联机构刚度差，精度低，无法实现高精度打磨。相比于串联机构，并联机构结构紧凑、刚度好、精度高，适合作为打磨机器人的本体。打磨作业需要打磨头相对于工件表面做五自由度运动，从而完成自由曲面的打磨任务。因此，提出一种用于船舶舱壁打磨的五自由度并联机器人很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术存在的不足，提供一种用于船舶舱壁打磨的五自由度并联机器人，该并联机器人应具有结构紧凑、刚度好、精度高等优点。

本发明的技术方案是：

一种用于船舶舱壁打磨的五自由度并联机器人，包括机架、装有复合铰链的动平台以及并联连接在机架与动平台之间的四个第一分支和一个第二分支；其特征在于：

第一分支包括依次连接在机架与复合铰链之间的第一圆柱副导轨、第一圆柱副滑块、第一虎克铰、第一连杆以及第一转动副，第一圆柱副导轨与第一圆柱副滑块配合形成第一圆柱副；

第二分支包括依次连接在机架与动平台之间的第二圆柱副导轨、第二圆柱副滑块、第二虎克铰、第二连杆以及第二转动副，第二圆柱副导轨与第二圆柱副滑块配合形成第二圆柱副；

所述第一分支内的第一圆柱副导轨和第二分支内的第二圆柱副导轨结构相同，均固定在机架上；

所述动平台是一圆柱形构件，复合铰链的销轴与动平台固定且该销轴轴线与动平台的轴线共轴；每个第一分支的第一转动副均与复合铰链中的一个轴套连接且第一转动副轴线垂直于动平台的轴线；所述第二分支通过第二转动副连接动平台且第二转动副轴线垂直于动平台的轴线；

机器人在工作过程中，机架通过吸附装置吸附在轮船舱壁上，打磨头安装在动平台上。

一种用于船舶舱壁打磨的五自由度并联机器人，包括机架、装有复合铰链的动平台以及并联连接在机架与动平台之间的四个第三分支和一个第四分支；其特征在于：

第三分支包括依次连接在机架与复合铰链之间的第一移动副导轨、第一移动副滑块、第一球副、第三连杆以及第三转动副，第一移动副导轨与第一移动副滑块配合形成第一移动副；

第四分支包括依次连接在机架与动平台之间的第二移动副导轨、第二移动副滑块、第二球副、第四连杆以及第四转动副，第二移动副导轨与第二移动副滑块配合形成第二移动副；

所述第三分支内的第一移动副导轨和第四分支内的第二移动副导轨结构相同，均固定在机架上；