CN118024198A - 一种四支链六自由度移动式并联装配机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，包括AGV小车，所述AGV小车上设置有由四条并联支链组成的并联机构，所述并联支链两两为一组，所述并联支链上端均与动平台相连，所述动平台在四条并联支链的驱动下进行位姿调节。本发明提供一种轻便灵活、结构紧凑、电动驱动、具有高负载/自重比、可实现舱体搬运、姿态调节、孔位精确对准等功能的并联装配机器人。为了将大型设备精确装配到指定位置，本发明的并联机器人具有六个自由度，可以实现精准定位。本发明通过两两一组得到并联支链组成并联机构，通过四条并联支链实现对动平台的位姿调节。
Description
技术领域
本发明属于并联机器人技术领域，具体涉及一种四支链六自由度移动式并联装配机器人。
背景技术
在装配机器人的研究方面，中国专利CN202211548625公开一种基于AGV小车的三自由度并联机器人精确上料方法，该专利基于AGV小车的三自由度并联机器人精确上料方法，解决了当前自动上下料领域内的加工效率较低、生产成本较高、定位精度较低等问题。
但是，对于大型部组件的装配来说，对装配机构的定位精度要求很高，同时对于机器人的承载能力也提出了更高的要求。
为了提高大型部组件的装配效率同时减少装配过程中的人为错误，亟需设计一种可以代替传统装配方式的大型部组件装配机器人系统。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种四支链六自由度移动式并联装配机器人。
本发明的技术方案是：一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，包括AGV小车，所述AGV小车上设置有由四条并联支链组成的并联机构，所述并联支链两两为一组，所述并联支链上端均与动平台相连，所述动平台在四条并联支链的驱动下进行位姿调节。
更进一步的，所述并联支链包括第一并联支链、第二并联支链、第三并联支链、第四并联支链，所述第一并联支链、第二并联支链为一组且结构相同，所述第三并联支链、第四并联支链为一组且结构相同。
更进一步的，所述第三并联支链、第四并联支链下端与AGV小车活动相连，第三并联支链、第四并联支链上端与动平台活动相连。
更进一步的，所述第三并联支链、第四并联支链在AGV小车、动平台之间呈三角形布设。
更进一步的，所述第一并联支链、第二并联支链下端与AGV小车活动相连，第一并联支链、第二并联支链上端与动平台活动相连。
更进一步的，所述第一并联支链、第二并联支链在AGV小车、动平台之间呈三角形布设。
更进一步的，所述第一并联支链、第二并联支链在AGV小车、动平台之间呈交叉布设。
更进一步的，所述第三并联支链、第四并联支链均包括与AGV小车相连的移动副B，所述移动副B的移动端与转动副相连，所述转动副的另一端与移动副A相连，所述移动副A的移动端与球副相连，所述球副与动平台相连。
更进一步的，所述第一并联支链、第二并联支链均包括与AGV小车相连的虎克铰，所述虎克铰的另一端与移动副相连，所述移动副的移动端与球副相连，所述球副与动平台相连。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种轻便灵活、结构紧凑、电动驱动、具有高负载/自重比、可实现舱体搬运、姿态调节、孔位精确对准等功能的并联装配机器人。
为了将大型设备精确装配到指定位置，本发明的并联机器人具有六个自由度，可以实现精准定位。
本发明通过两两一组得到并联支链组成并联机构，通过四条并联支链实现对动平台的位姿调节。
附图说明
图1 是本发明整机交叉布置的结构示意图；
图2 是本发明整机三角布置的结构示意图；
图3 是本发明中第一并联支链、第二并联支链的结构示意图；
图4 是本发明中第三并联支链、第四并联支链的结构示意图；
其中：
1 动平台 2 第一并联支链
3 第二并联支链 4 AGV小车
5 第三并联支链 6 第四并联支链
7 球铰 8 电动缸伸缩杆
9 电动缸 10 电动缸电机
11 连接器 12 上虎克铰
13 十字轴 14 下虎克铰
15 托架 16 转轴
17 轴套 18 直线模组导轨座
19 丝杠 20 滑块底座
21 直线模组滑台 22 直线模组电机。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1至图4所示，一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，包括AGV小车4，所述AGV小车4上设置有由四条并联支链组成的并联机构，所述并联支链两两为一组，所述并联支链上端均与动平台1相连，所述动平台1在四条并联支链的驱动下进行位姿调节。
所述并联支链包括第一并联支链2、第二并联支链3、第三并联支链5、第四并联支链6，所述第一并联支链2、第二并联支链3为一组且结构相同，所述第三并联支链5、第四并联支链6为一组且结构相同。
所述第三并联支链5、第四并联支链6下端与AGV小车4活动相连，第三并联支链5、第四并联支链6上端与动平台1活动相连。
所述第三并联支链5、第四并联支链6在AGV小车4、动平台1之间呈三角形布设。
所述第一并联支链2、第二并联支链3下端与AGV小车4活动相连，第一并联支链2、第二并联支链3上端与动平台1活动相连。
所述第一并联支链2、第二并联支链3在AGV小车4、动平台1之间呈三角形布设。
所述第一并联支链2、第二并联支链3在AGV小车4、动平台1之间呈交叉布设。
所述第三并联支链5、第四并联支链6均包括与AGV小车4相连的移动副B，所述移动副B的移动端与转动副相连，所述转动副的另一端与移动副A相连，所述移动副A的移动端与球副相连，所述球副与动平台1相连。
所述第一并联支链2、第二并联支链3均包括与AGV小车4相连的虎克铰，所述虎克铰的另一端与移动副相连，所述移动副的移动端与球副相连，所述球副与动平台1相连。
具体的，通过第一并联支链2、第二并联支链3、第三并联支链5、第四并联支链6的伸缩和转动实现对动平台1的位姿调节；所述动平台1上可放目标零部件，在运动空间内实现六自由度运动。所述目标零部件与动平台1之间可通过工装固连，保证目标零部件随动平台1运动一起运动，从而实现目标调姿效果。
如图1所示，第一并联支链2、第二并联支链3交叉布设。以连接动平台1的球铰中心为铰点，第一并联支链2和第二并联支链3分别与动平台1底边的异侧铰点相连，形成一组交叉布置形式。第三并联支链5和第四并联支链6则与动平台1顶边的同侧铰点相连，形成一组三角布置形式。最终四条并联支链呈现一组交叉布置形式。
如图2所示，第一并联支链2、第二并联支链3三角布设。以连接动平台的球铰中心为铰点，第一并联支链2和第二并联支链3分别与动平台1底边的同侧铰点相连，形成一组三角布置形式。第三并联支链5和第四并联支链6则与动平台1顶边的同侧铰点相连。最终四条并联支链呈现两组三角布置形式。
如图3所示，所述第一并联支链2和第二并联支链3结构相同，均包括球铰7、电动缸伸缩杆8、电动缸9、电动缸电机10、连接器11、上虎克铰12、十字轴13、下虎克铰14。
更为具体的，第一并联支链2和第二并联支链3通过球铰7与动平台1相连，组成球副；第一并联支链2和第二并联支链3通过下虎克铰与AGV小车4上表面相连，组成虎克铰。电动缸电机10驱动电动缸伸缩杆8在电动缸9中做伸缩运动，组成移动副。
运动时，由电动缸电机10对第一并联支链2、第二并联支链3进行驱动，以移动副为主动副，通过电动缸伸缩杆8的伸缩运动带动第一并联支链2、第二并联支链3整体运动，并通过球副传递至动平台1。
更为具体的，所述电动缸伸缩杆8在电动缸9中运动，电动缸9和电动缸电机10通过连接器11相连，并实现位置固定。运动时，由电动缸电机10输出轴带动转动，实现上下移动。上虎克铰12通过螺钉与连接器11相固连，十字轴13位于上虎克铰12中心位置，十字轴13与上虎克铰12和下虎克铰14相连，从而构成可以实现两个垂直方向的转动运动的虎克铰。下虎克铰14通过螺钉与AGV小车4上表面相连。
如图4所示，所述第三并联支链5和第四并联支链6结构相同，均包括球铰7、电动缸伸缩杆8、电动缸9、电动缸电机10、连接器11、转轴15、托架16、轴套17、直线模组导轨座18、丝杠19、滑块底座20、直线模组滑台21、直线模组电机22。
具体的，第三并联支链5、第四并联支链6通过球铰7与动平台1相连，组成球副；通过转轴15和轴套17与托架16相连，组成转动副；电动缸电机10驱动电动缸伸缩杆8在电动缸9中做伸缩运动，组成移动副A。滑块底座20与直线模组相连，组成移动副B。
具体的，运动时，由电动缸电机10对第三并联支链5、第四并联支链6进行驱动，第三并联支链5、第四并联支链6以移动副A为主动副，通过电动缸伸缩杆8的伸缩运动带动第三并联支链5、第四并联支链6整体运动，并通过球副传递至动平台1，同时，直线模组电机22驱动丝杠19，带动直线模组滑台21在丝杠19上进行平移，直线模组以移动副B为主动副，通过直线模组滑台21的移动带动第三并联支链5、第四并联支链6整体位置移动。
具体的，所述转轴16在托架15中实现转动运动，并通过轴套17进行位置固定。托架15通过螺钉与直线模组滑台21相连接，直线模组滑台21进一步与滑块底座20相连接，滑块底座20安装在直线模组导轨座18表面，使得支链整体可以随滑块底座20在直线模组导轨座18表面前后移动而运动。丝杠19位于直线模组导轨座18中，由直线模组电机22带动旋转，并进一步使得滑块底座20前后移动，从而带动并联支链整体位置移动。
本发明的工作过程如下：
并联机构运动时，由直线模组电机22和电动缸电机10驱动动平台1移动到目标位姿。根据并联机构运动学逆解模型，计算目标位姿所需的电动缸电机10和直线模组电机22的驱动量，控制电机输出相应的驱动量驱动直线模组滑台21和电动缸伸缩杆8的运动，最终使动平台1运动到目标位姿。
本发明提供一种轻便灵活、结构紧凑、电动驱动、具有高负载/自重比、可实现舱体搬运、姿态调节、孔位精确对准等功能的并联装配机器人。
为了将大型设备精确装配到指定位置，本发明的并联机器人具有六个自由度，可以实现精准定位。
本发明通过两两一组得到并联支链组成并联机构，通过四条并联支链实现对动平台的位姿调节。
Claims (9)
1.一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，包括AGV小车（4），其特征在于：所述AGV小车（4）上设置有由四条并联支链组成的并联机构，所述并联支链两两为一组，所述并联支链上端均与动平台（1）相连，所述动平台（1）在四条并联支链的驱动下进行位姿调节。
2.根据权利要求1所述的一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，其特征在于：所述并联支链包括第一并联支链（2）、第二并联支链（3）、第三并联支链（5）、第四并联支链（6），所述第一并联支链（2）、第二并联支链（3）为一组且结构相同，所述第三并联支链（5）、第四并联支链（6）为一组且结构相同。
3.根据权利要求2所述的一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，其特征在于：所述第三并联支链（5）、第四并联支链（6）下端与AGV小车（4）活动相连，第三并联支链（5）、第四并联支链（6）上端与动平台（1）活动相连。
4.根据权利要求3所述的一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，其特征在于：所述第三并联支链（5）、第四并联支链（6）在AGV小车（4）、动平台（1）之间呈三角形布设。
5.根据权利要求2所述的一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，其特征在于：所述第一并联支链（2）、第二并联支链（3）下端与AGV小车（4）活动相连，第一并联支链（2）、第二并联支链（3）上端与动平台（1）活动相连。
6.根据权利要求5所述的一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，其特征在于：所述第一并联支链（2）、第二并联支链（3）在AGV小车（4）、动平台（1）之间呈三角形布设。
7.根据权利要求5所述的一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，其特征在于：所述第一并联支链（2）、第二并联支链（3）在AGV小车（4）、动平台（1）之间呈交叉布设。
8.根据权利要求2所述的一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，其特征在于：所述第三并联支链（5）、第四并联支链（6）均包括与AGV小车（4）相连的移动副B，所述移动副B的移动端与转动副相连，所述转动副的另一端与移动副A相连，所述移动副A的移动端与球副相连，所述球副与动平台（1）相连。
9.根据权利要求2所述的一种四支链六自由度移动式并联装配机器人，其特征在于：所述第一并联支链（2）、第二并联支链（3）均包括与AGV小车（4）相连的虎克铰，所述虎克铰的另一端与移动副相连，所述移动副的移动端与球副相连，所述球副与动平台（1）相连。
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| CN202410252147.3A CN118024198A (zh) | 2024-03-06 | 2024-03-06 | 一种四支链六自由度移动式并联装配机器人 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2026081773A1 (zh) * | 2024-10-17 | 2026-04-23 | 天津大学 | 一种面向狭小空间大负载装配的自主移动机器人 |
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2024
- 2024-03-06 CN CN202410252147.3A patent/CN118024198A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2026081773A1 (zh) * | 2024-10-17 | 2026-04-23 | 天津大学 | 一种面向狭小空间大负载装配的自主移动机器人 |
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