[发明专利]多关节超冗余蛇形机械臂结构形式的充电机器人

说明书

本发明公开了多关节超冗余蛇形机械臂结构形式的充电机器人，包括安装座组件、机械臂机构和驱动机构，安装座组件包括安装座、万向轮和纵向立板，万向轮安装于安装座底部，纵向立板立设于安装座，安装座内侧安装升降机构，升降机构包括安装板、滚珠丝杆驱动组件和支撑底板，安装板内侧安装滑块，滑块与设置在纵向立板内侧的纵向滑轨滑动连接，且安装板两侧设置滚珠丝杆驱动组件，支撑底板垂直安装于安装板底部，支撑底板上安装驱动机构，驱动机构与机械臂机构连接，本发明结构设计新颖，整体稳定性好，采用的机械臂机构具有更小的直径和质量，更灵活的运动能力，能够提高充电效率。

技术领域

本发明涉及充电机器人技术领域，具体为多关节超冗余蛇形机械臂结构形式的充电机器人。

背景技术

根据未来航母舰载机的舰面快速保障需求，研究快速智能加油、充电等作业的高端装备机器人系统显得尤为必要。本项研究重点在于提出一种具备自动充电功能的柔性机器人原理样机，样机要求具有升降运动、视觉捕捉充电插座、多关节柔性机械臂将充电插头插入插座等功能。

高端装备制造战略提速，对特殊作业任务的机器人提出了新的需求。预研发的轻型智能执行机构平台具有工作载荷小、灵活度高、易操作、视觉实时反馈等特点，原理样机可实现“机器人中心离充电插座横向距离0.6米，充电插座离地高度1.2米”空间内航空插头充电功能，满足在工作过程中震颤抖动小，在完成对接动作后没有接触力的变化等要求。

基于此，机械臂柔性度高、运动过程颤振小等特殊要求，使得轻型智能执行机构平台趋向于采用“多关节超冗余机械臂+直线升降机构”方式进行设计与构建，机械臂采用绳驱动的多关节超冗余蛇形机械构型，直线升降机构采用带有平衡配重的滚珠丝杆直线导轨滑台机械结构，最终实现给定操作空间内的航空插头充电任务。

发明内容

本发明的目的在于提供多关节超冗余蛇形机械臂结构形式的充电机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：多关节超冗余蛇形机械臂结构形式的充电机器人,包括安装座组件、机械臂机构和驱动机构，所述安装座组件包括安装座、万向轮和纵向立板，所述万向轮安装于安装座底部，所述纵向立板立设于安装座，所述安装座上还安装控制箱，所述安装座内侧安装升降机构，所述升降机构包括安装板、滚珠丝杆驱动组件和支撑底板，所述安装板内侧安装滑块，所述滑块与设置在纵向立板内侧的纵向滑轨滑动连接，且所述安装板两侧设置滚珠丝杆驱动组件，所述支撑底板垂直安装于安装板底部，所述支撑底板上安装驱动机构，所述驱动机构与机械臂机构连接。

优选的，本申请提供的多关节超冗余蛇形机械臂结构形式的充电机器人，其中，所述机械臂机构包括多个机械臂套筒和多个关节组件，相邻所述机械臂套筒之间通过关节组件连接，所述关节组件数量设置12个。

优选的，本申请提供的多关节超冗余蛇形机械臂结构形式的充电机器人，其中，每个所述的关节组件均包括第一导绳盘、第二导绳盘，所述第一导绳盘和第二导绳盘外周均开设定位孔，所述第一导绳盘上安装对称设置的两块第一连接筋板，所述第二导绳盘上安装对称设置的两块第二连接筋板，所述第一连接筋板和第二连接筋板上均开设螺纹孔，所述第一连接筋板和第二连接筋板两侧均设置定位凸台，且所述定位凸台与导绳盘呈一体式结构。

优选的，本申请提供的多关节超冗余蛇形机械臂结构形式的充电机器人，其中，还包括环形十字轴，所述环形十字轴上开设两对正交的通孔，所述环形十字轴销钉分别与第一导绳盘、第二导绳盘连接，所述第一导绳盘、第二导绳盘周向分别开设36个等间隔的通孔。

优选的，本申请提供的多关节超冗余蛇形机械臂结构形式的充电机器人，其中，所述第一导绳盘、第二导绳盘之间还安装三根牵引绳，三根牵引绳以120°间隔分布。

优选的，本申请提供的多关节超冗余蛇形机械臂结构形式的充电机器人，其中，每个所述的机械臂套筒通过销钉与关节组件中的导绳盘固定，每个所述的机械臂套筒均采用镂空结构。