一种基于冗余驱动的并联安装机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于冗余驱动的并联安装机器人，包括底座、工作机械臂、末端执行器和末端工具；底座上安装有两个工作机械臂，每个工作机械臂的末端均安装有一个末端执行器；一个末端工具安装于两个末端执行器的末端上；工作机械臂包括底座连接机构和若干组依次铰接的臂杆模块；底座连接机构能够实现水平面内的360

【技术实现步骤摘要】
一种基于冗余驱动的并联安装机器人


[0001]本专利技术属于建筑板材安装设备，具体是一种基于冗余驱动的并联安装机器人。

技术介绍

[0002]目前，传统的玻璃、幕墙、天花板等室内板材安装主要是由人工完成，在工作空间有限的室内，需要搭建脚手架，大部分作业主要由人工完成，有些甚至不可以借助机械装置只能依靠人工劳动力安装。在进行大重量板材安装时，由于安装过程的复杂性，对安装工人的数量以及安装经验有较高的要求，并且安装作业大多劳动强度和危险系数较高，若想要保证安装质量和施工安全，应尽可能地使用自动化机械装置。
[0003]为提高建筑自动化水平，国内外均致力于建筑机器人在板材的自动化安装方面的研究并取得了一系列的成就，例如，申请号为201811359668.X文献公开了一种室内建筑型材安装机器人机械结构，该机械结构包括底座、机械臂和安装末端，但是其安装末端的结构复杂，增加了整个机械臂的负载，容易造成机械臂头重脚轻的现象，导致整个机械结构的重心不稳。申请号为201811445832.9的中国专利公开了一种幕墙玻璃搬运用建筑机器人，该机械结构包括底座、气缸、夹持板等，该结构为串联形式机械臂，末端工具可以承受的负载较小，且应用范围窄。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是，提供一种基于冗余驱动的并联安装机器人。
[0005]本技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种基于冗余驱动的并联安装机器人，其特征在于，该机器人包括底座、工作机械臂、末端执行器和末端工具；底座上安装有两个工作机械臂，每个工作机械臂的末端均安装有一个末端执行器；一个末端工具安装于两个末端执行器的末端上；
[0006]所述工作机械臂包括底座连接机构和若干组依次铰接的臂杆模块；底座连接机构能够实现水平面内的360
°
转动；
[0007]每组臂杆模块均包括伸缩执行元件安装件一、臂杆模块伸缩执行元件、连杆一、臂杆模块连接件、连杆二和伸缩执行元件安装件二；每组臂杆模块中，臂杆模块伸缩执行元件的两端分别通过伸缩执行元件安装件一和伸缩执行元件安装件二铰接于连杆一和连杆二上；
[0008]第一组臂杆模块中，连杆一和连杆二的两端均分别铰接于底座连接机构和第一组臂杆模块的臂杆模块连接件上；连杆一、连杆二、底座连接机构和第一组臂杆模块的臂杆模块连接件构成四连杆机构；
[0009]其余组臂杆模块中，连杆一和连杆二的两端均分别铰接于上一组臂杆模块的臂杆模块连接件和本组臂杆模块的臂杆模块连接件上；连杆一、连杆二、上一组臂杆模块的臂杆模块连接件和本组臂杆模块的臂杆模块连接件构成四连杆机构。
[0010]与现有技术相比，本技术有益效果在于：
[0011](1)本技术采用大小规格相同的两个机械臂，在进行安装作业时双臂协作模式下构成并联机构，机器人承载能力较大。机器人驱动冗余，利用多余的驱动关节用来满足期望的运动特性，避免奇异位形，实现姿态控制，避免碰撞以及在关节角约束下运动，并且在不同的工作模式下选择不同的驱动，减少能耗，提高工作效率。
[0012](2)伸缩执行元件不直接与机械臂连接，而是通过安装件连接，力的输出性能更好。
[0013](3)所有动作均采用液压驱动实现，提高了机械臂的承载能力，可适用于多种环境下的板材安装，安全性能好，承载能力大。
[0014](4)该机器人与现有机器人相比，空间占用更小，工作范围更广，安装效率更高。机械臂与末端执行器做了结构轻量化的设计，在降低自身重量的同时保证了负载能力。
[0015](5)在面向不同的安装对象时，尤其是重量较大普通机械臂无法承受其载荷时，可以通过更换末端工具完成安装作业。
附图说明
[0016]图1为本技术的整体结构立体图；
[0017]图2为本技术的工作机械臂的结构示意图；
[0018]图3为本技术的末端执行器的结构示意图；
[0019]图4为本技术的施工作业示意图。
[0020]图中，底座1、工作机械臂2、末端执行器3、末端工具4、支撑机械臂5、控制柜6、液压站7；
[0021]回转轴承201、底座连接件202、伸缩执行元件安装件一203、臂杆模块伸缩执行元件204、连杆一205、臂杆模块连接件206、连杆二207、伸缩执行元件安装件二208；
[0022]安装末端伸缩执行元件31、安装末端伸缩执行元件安装件32、摆动机构33、摆动机构连接件34、摆动执行元件一35、摆动执行元件一安装件36、摆动执行元件二安装件37、法兰38、摆动执行元件二39。
具体实施方式
[0023]下面给出本技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本技术，不限制本申请权利要求的保护范围。
[0024]本技术提供了一种基于冗余驱动的并联安装机器人(简称机器人)，其特征在于，该机器人包括底座1、工作机械臂2、末端执行器3和末端工具4；底座1上安装有两个工作机械臂2，每个工作机械臂2的末端均安装有一个末端执行器3；一个末端工具4安装于两个末端执行器3的末端上；
[0025]所述工作机械臂2包括底座连接机构和若干组依次铰接的臂杆模块；底座连接机构能够实现水平面内的360
°
转动；
[0026]每组臂杆模块均包括伸缩执行元件安装件一203、臂杆模块伸缩执行元件204、连杆一205、臂杆模块连接件206、连杆二207和伸缩执行元件安装件二208；
[0027]臂杆模块伸缩执行元件204的两端分别通过伸缩执行元件安装件一203和伸缩执
行元件安装件二208铰接于连杆一205和连杆二207上(具体是：臂杆模块伸缩执行元件204的壳体尾端铰接于伸缩执行元件安装件一203的一端，伸缩执行元件安装件一203的另一端固定于连杆一205上；臂杆模块伸缩执行元件204的输出端铰接于伸缩执行元件安装件二208的一端，伸缩执行元件安装件二208的另一端固定于连杆二207上)；
[0028]第一组臂杆模块中，连杆一205和连杆二207的两端均通过销轴分别铰接于底座连接机构的底座连接件202和第一组臂杆模块的臂杆模块连接件206上；连杆一205、连杆二207、底座连接件202和第一组臂杆模块的臂杆模块连接件206构成四连杆机构；
[0029]其余组臂杆模块中，连杆一205和连杆二207的两端均通过销轴分别铰接于上一组臂杆模块的臂杆模块连接件206和本组臂杆模块的臂杆模块连接件206上；连杆一205、连杆二207、上一组臂杆模块的臂杆模块连接件206和本组臂杆模块的臂杆模块连接件206构成四连杆机构；
[0030]优选地，四连杆机构为平行四边形机构。同一组平行四边形中的杆件之间在空间中总是平行的，由于使用了平行四边形机构，同一组平行四边形的杆件的角位移、角速度和角加速度可以保持始终相等，增加了机器人机械臂刚度的同时也增加了机械臂的稳定性。
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于冗余驱动的并联安装机器人，其特征在于，该机器人包括底座、工作机械臂、末端执行器和末端工具；底座上安装有两个工作机械臂，每个工作机械臂的末端均安装有一个末端执行器；一个末端工具安装于两个末端执行器的末端上；所述工作机械臂包括底座连接机构和若干组依次铰接的臂杆模块；底座连接机构能够实现水平面内的360
°
转动；每组臂杆模块均包括伸缩执行元件安装件一、臂杆模块伸缩执行元件、连杆一、臂杆模块连接件、连杆二和伸缩执行元件安装件二；每组臂杆模块中，臂杆模块伸缩执行元件的两端分别通过伸缩执行元件安装件一和伸缩执行元件安装件二铰接于连杆一和连杆二上；第一组臂杆模块中，连杆一和连杆二的两端均分别铰接于底座连接机构和第一组臂杆模块的臂杆模块连接件上；连杆一、连杆二、底座连接机构和第一组臂杆模块的臂杆模块连接件构成四连杆机构；其余组臂杆模块中，连杆一和连杆二的两端均分别铰接于上一组臂杆模块的臂杆模块连接件和本组臂杆模块的臂杆模块连接件上；连杆一、连杆二、上一组臂杆模块的臂杆模块连接件和本组臂杆模块的臂杆模块连接件构成四连杆机构。2.根据权利要求1所述的基于冗余驱动的并联安装机器人，其特征在于，所述末端执行器包括安装末端伸缩执行元件、安装末端伸缩执行元件安装件、摆动机构、摆动机构连接件、摆动执行元件一、摆动执行元件一安装件、摆动执行元件二安装件和摆动执行元件二；摆动机构铰接于最后一组臂杆模块的臂杆模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冬，魏鑫，李铁军，谭文浩，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：