CN101664881A - 开放式现场型六自由度串并联加工机器人 - Google Patents

Abstract

一种开放式现场型六自由度串并联加工机器人，包括平台、支腿、加工主轴和加工刀具，支腿有至少三个，支腿围绕平台的中心对称安装在平台的角上，每个支腿均由摆动关节、抬腿关节、屈伸关节、足部球关节和足部组成，加工主轴安装在平台中部，加工刀具安装在加工主轴上，还包括视觉标杆、视觉摄像机、力传感器和智能控制器，视觉标杆安装在加工主轴上，视觉标杆位于视觉摄像机的视觉范围内，力传感器有三个，加工主轴通过三个对称布置的力传感器与平台连接，视觉摄像机和力传感器均与智能控制器连接。本发明结构紧凑、尺寸小、成本低、加工测量精度高。

Description

开放式现场型六自由度串并联加工机器人

技术领域

本发明涉及一种加工机器人。

背景技术

在机械制造领域，为保证机械零件的加工精度，加工机床通常需要较高的结构刚度和传动刚度，以抵御加工过程中由于切削力和工件重量而引起的变形，从而减小尺寸测量误差和提高加工精度。传统上的加工机床普遍采用基于直角坐标系的串联结构，具有工作范围大，灵活性好等特点，但为提高精度和刚性，不得不将床身、导轨等制造得宽大厚实，由此导致了活动范围和灵活性能的下降。因此，传统的机械加工机床通常都具有比较笨重的结构，以达到机床高刚度的要求，这种笨重的结构也导致了以下几种局限性的存在：加工范围和加工精度受限，机床价格昂贵，加工费用很高。

近年来，并联机床的出现部分地解决了机床结构笨重复杂、价格高等问题。并联机床是基于空间并联机构Stewart平台原理，在近年才出现的一种新概念机床，是并联机器人机构与机床结合的产物。它克服了传统机床串联机构刀具只能沿固定导轨进给、刀具作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，可实现多坐标联动数控加工。

1993年美国德州自动化与机器人研究院研制出可完成铣、磨、钻、镗、抛光和高能束的多功能并联加工机械手，它是现代并联机床的雏形，它标志着机床的发展进入了一个崭新的阶段。1994年美国芝加哥国际机床博览会上，第一次展出了基于Stewart结构的数控机床样品，引起巨大轰动。此后，许多大学和企业加入到并联机床的应用研究开发之中，如美国Giddings & Lewis公司、Ingersold公司、Hexel公司，德国的Siemens公司、Mikromant公司等。

1995年5月EMO米兰展览会上，意大利Comau公司、日本日立精机展出了基于Stewart结构的并联机器人。

1996年SGI公司开发出UNIX平台下Stewart机床设计造型三维CAD软件包。同年，日本本田工机公司在丰田技术展览会上展出了E1本第一台Stewart机床，用于铸锻模具的高速加工。

1997年汉诺威国际机床展览会上展出了10余件Stewart机床样品，并首次进行金属工件铣削，Stewart机床又向商品化迈进了一步。在此次展览会上，在概念上将传统机床与新兴的Stewart机床从结构上划分为串联机床与并联机床，是人类对机床机构认识概念上的突破，Stewart机床专用功能部件，如球铰、虎克铰、导轨、滚珠丝杠、控制器等的专业研究开发生产迅速崛起。

瑞典Noes Robotics公司由于采用了并联加串联的方案，从低层次应用做起，逐步积累经验和财力，向高层次应用发展，以及采用了三杆中央的中心管等措施，其并联机床产品早已进入实用，至今已创好几百台的销售业绩。该公司展出的Tricept845加工中心，其体积定位精度达到±50μm，重复定位精度达±10μm，这两个指标距离传统机床虽还有较大的差距，但对并联机床已属重大的突破，具有实用价值。其进给速度已达90m/min，加速度已达2g，主轴功率为30～45Kw，20000～45000rpm，采用瑞士IBAG公司电主轴、Siemens840D数控系统和Heidenhain的测量系统。该加工中心采用模块化结构。三杆结构组件有0°、45°、90°三种布局可任选(即分别组成卧式、倾斜45°和立式加工中心)。

德国Fraunhofer机床和成型技术研究所开发的KL型机床适于模具的高速加工，其主要技术参数为：

工作台：630mm×630mm，X、Y、Z行程均为630mm，两个转动自由度范围为30°，主轴最高速度为3000rpm，功率为16Kw，腿的最大进给速度为30m/min，加速度为10m/s2。

德国Index的美国分公司将并联机床用于车床，生产出了V100型三杆并联机构的“倒立车”(即主轴和工件在上作X、Y轴运动，而刀具在下不动，可回转换刀，但不作任何直线运动的立式车床，我国习称为“倒立车”)。它具有如下优点：①外形紧凑。车床不象加工中心，工件相对刀具的移动范围较小，克服了并联机构空间有效利用率低的弱点。②车床一般只需两个自由度(X和Y轴)，现用三杆几何机构，可以获得X、Y、Z三个自由度，冗余的一个自由度可用作自由上下料用。另外，为了增加刚度，Index采用两根杆起一根杆作用的双杆机构，与我国天津第一机床总厂结构类似。V100安装5英寸卡盘，其主要技术参数为：电主轴转速为8000rpm，功率为26.48Kw，X、Y、Z行程分别为450mm、150mm、175mm，可自动上下料。

美国Hexel公司将6杆并联结构作成独立部件应用于转塔铣床。这可将低价的普通铣床升级为5轴联动铣床。其主要技术参数为：工作台直径710mm，X、Y行程范围为直径305mm的圆，Z轴178mm，A轴±25μm，最大进给速度为5.1m/min，重91kg。

瑞士技术院(ETH)、机床与制造技术院(IWF)和机器人院(IFR)也联合研制出了名为IWF的Hexaglide虚拟轴机床。

国内燕山大学早在80年代初就开始对并联机构进行系统地研究。到北京第5届中国国际机床展览会时，俄罗斯Lapik公司展出了加工、测量两用的TM-750型并联机床，引起了中国许多科研院所、大学以及工厂的极大兴趣，使他们看到了并联机床的应用前景，并在随后的一段时间里有力地促进了中国并联机床的研究工作，取得了一系列标志性成果：

清华大学和天津大学合作于1998年研制成功我国的第一台基于Stewart平台机构的大型镗铣类虚拟轴机床原型样机VAMT1Y，并在2001年的中国国际机床展览会上推出了与昆明机床股份有限公司合作开发的XNZ63数控镗铣类虚拟轴机床和与江东机床有限公司合作开发的XNZ2010数控龙门式虚拟轴机床，2002年的中国国际机床展览会上又展示了与大连机床集团合作研制的DCB510五轴联动并联机床。

东北大学先进制造与自动化技术研究所自1996年开始在国家“863”项目、国家自然科学基金、省科技攻关项目资助下开展并联机床高新技术研究，建成我国首台五轴联动三杆并联机床DSX5-70。目前，在国家“211”和“985”学科建设项目资助下，和沈阳机床集团合作进行新型基于三平移并联机构的5轴联动混联加工中心机床开发。该机床可实现主轴立、卧转换和完全五面加工，带静力平衡和约束关节可控阻尼系统，约束链兼测量链实现半闭环控制，可加工铸铁和钢。

天津大学与天津第一机床总厂合作，于1999年研制成功三坐标并联机床Linapod，是三条腿并联机床。

哈尔滨工业大学在2001年的中国国际机床展览会上推出了与哈尔滨量具刃具厂合作开发的6-SPS并联机床，在2002年的中国国际机床展览会上二者联合展出了7自由度并联机床。

由国防科技大学和香港科技大学联合研制的银河-2000虚拟轴机床是一种并联式六自由度机床，是由传统并联机床发展而来的，在保持原并联机构的诸多优点如高刚度，高精度和高的运动速度外，用变异机构扩大了机床的运动范围。

北京理工大学于2000年6月制成六自由度BKX-I型变轴数控机床样机。

西安交通大学和汉江机械厂于2002年联合为浙江省金华市清华实业有限公司研制八轴八联动混联式机床，用于加工大型高精度船用螺旋桨。

以上介绍的比较成熟的国内外并联机床产品中，基本都是基于六杆Stewart机构，加工中的测量仍然是基于运动副测量方式，这种测量方式只能实现对工作装置位置和姿态的间接测量，难以提高测量精度。并联机床最为关键而且难以制造的是上、下平台上“腿”的球面支承，形状精度及公差要求非常高，它对平台的定位、运动精度影响很大，而且加工范围小，没有一种具有行走功能或便于携带、安装、固定以适应现场环境，无法实现对工作装置的位置和姿态的直接测量，无法在大范围内对大型零件进行精确而又方便的加工。

综上所述，无论是传统的大型机床还是较新的并联机床，在大尺寸工件的高精度数控加工方面依然没有较好的解决方案，大型金属切削加工机床仍然以传统结构为主，只能对大型结构件的主要尺寸进行加工，严重影响了大型结构件的加工范围和加工精度。例如，在大型钢结构件生产中，由于工件尺寸较大(通常在几米以上，甚至达到几十米)，很难找到合适的大型机床进行加工，而且定位和装夹都很困难。即使有这种大型机床，也由于其巨大的体积和昂贵的造价而限制了其应用推广，导致加工成本高昂。而且在这种机床上只能对主要尺寸进行加工，而对其他尺寸的加工则往往无能为力，只能采用手工划线和手工加工方式。这种加工方式不但精度低，而且劳动强度大，生产效率低下。由于工件尺寸大，重量大，加工中定位和夹紧困难，而且在加工现场和安装现场的定位夹紧条件不同，加上运输过程中产生变形，往往使结构件在现场的安装尺寸有较大偏移，甚至需要在现场作较大的修改，导致安装质量下降和工期延误。

再例如，为保证加工精度，通常需要机床提供较高的结构刚度和传动刚度。由于加工刀具和测量元件之间有较长的传动链，加工测量主要基于运动副测量。机床越大，测量精度越难以保证，需要的机床刚度越高，其结构越笨重，成本越高。

发明内容

为了克服已有的串并联加工设备的结构复杂、尺寸大、成本高、加工测量精度较低的不足，本发明提供一种结构紧凑、尺寸小、成本低、加工测量精度高的开放式现场型六自由度串并联加工机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种开放式现场型六自由度串并联加工机器人，包括平台、支腿、加工主轴和加工刀具，所述支腿有至少三个，所述支腿围绕平台的中心对称安装在平台的角上，每个支腿均由摆动关节、抬腿关节、屈伸关节、足部球关节和足部组成，所述加工主轴安装在平台中部，所述加工刀具安装在加工主轴上，所述加工机器人还包括视觉标杆、视觉摄像机、力传感器和智能控制器，所述视觉标杆安装在所述加工主轴上，所述视觉标杆位于所述视觉摄像机的视觉范围内，所述力传感器有三个，加工主轴通过三个对称布置的力传感器与平台连接，所述视觉摄像机和力传感器均与智能控制器连接，所述智能控制器包括：用以根据摄像机采集的视觉标杆图像计算主轴和刀具的空间位置和姿态的行程控制模块，以及用以根据力传感器的信号测量空间X、Y、Z轴三个方向的加工力的加工力控制模块。

进一步，所述摆动关节的转动轴线与平台的上下平面垂直，而抬腿关节的转动轴线与摆动关节的转动轴线垂直，摆动关节和抬腿关节之间通过连接块实现连接；抬腿关节与屈伸关节通过第一关节连杆连接并使得两个关节的转动轴线互相平行；屈伸关节还通过第二关节连杆与足部球关节相连；第二关节连杆与足部球关节通过两个轴承相连；足部球关节安装在足部上。

更进一步，所述视觉标杆带有三个以上点光源，视觉标杆与加工主轴固接在一起，视觉摄像机安装在机器人旁边，镜头对准视觉标杆，使视觉标杆上的点光源全部位于摄像机的视场内。

再进一步，所述视觉摄像机通过支撑杆固定在加工主轴上，而视觉标杆则固定在视觉标杆底座上，并放置在机器人旁边，视觉标杆上的点光源全部位于视觉摄像机的视场内。

所述屈伸关节的轴线与关节连杆的轴线之间有偏移距离，关节连杆和关节连杆轴线相互平行。

所述摆动关节轴线垂直于机器人平台，抬腿关节的轴线垂直于摆动关节的轴线、屈伸关节的轴线则平行于抬腿关节)的轴线。

本发明的技术构思为：带视觉测量功能的并联加工机器人，与现有的并联机床有着很大的差异，主要表现为：第一，能够很容易地在加工现场实现大范围内移动和固定，甚至能自动行走；第二，在全部的大加工范围内采用机器视觉来实现加工刀具的全局定位控制。这两个特点，使得本方案中的加工机器人既能在大范围(最大可达到几十米)内对工件进行加工，而且加工测量也不再采用基于运动副测量原理，而是直接在整个加工范围内直接对刀具的位置和姿态进行测量和控制，极大地提高了加工中的测量精度，可以实现大范围内的高精度、多轴联动的数控加工。

不但能实现大范围内高精度数控切削加工，而且能在大范围内实现诸如高精度焊接、火焰切割、测量、装配等功能，能极大地提高工作效率、节省人力资源。

本发明中的加工机器人由平台、支腿、主轴、刀具、力传感器、视觉标杆、摄像机等所组成。其中，支腿至少有三条(也可以是四条或更多条)，围绕平台中心对称地安装在平台上；机器人的每一条支腿由摆动关节、抬腿关节、屈伸关节、关节连杆、足部球关节和足部等组成；力传感器有三个，也安装在平台上；主轴则由三个力传感器支撑，刀具安装在主轴上；当视觉标杆安装在主轴上时，则摄像机不安装在机器人上，而是安装在机器人周围的某一固定位置，并使视觉标杆位于其视场内；当摄像机安装在主轴上时，则视觉标杆不安装在机器人上，而是安装在机器人周围某一固定位置，并使视觉标杆位于摄像机视场内。在安装主轴的位置上，也可以安装其他工具如焊枪、火焰切割器、测量头等，以使机器人具有更多的功能。

为使机器人具有六自由度工作能力，其腿部的摆动关节、抬腿关节和屈伸关节都具有驱动能力，而足部球关节则没有驱动能力，但具有三个互相正交的转动自由度；为使机器人具有视觉定位能力，视觉标杆上布置有三个以上的点光源，作为视觉摄像机的视觉标记，从而可以计算出主轴和刀具在空间的位置和姿态；为测量和控制加工刀具的加工力，主轴和平台之间通过三个围绕主轴轴线对称布置的力传感器进行连接，可以实现空间X、Y、Z三个方向上的加工力的测量和控制。

本发明的有益效果主要表现在：1，采用视觉测量系统，能够在大范围内以很高的精度直接控制工具的位置和姿态；2，采用串并联机器人结构，既保持了并联机器人结构简单、刚度高、轻便的特点，又使机器人具有便于移动或自行走的功能，极大地扩展了机器人的加工范围，从而克服了现有的并联机器人或并联机床加工范围小的缺点。这两方面配合的结果，就能使机器人在大范围内实现高精度多轴联动数控加工。

附图说明

图1为三支腿并联加工机器人俯视图结构示意图.

图2为图1的E-E方向视图。

图3为另一种四支腿结构的加工机器人俯视结构示意图。

图4为图2的A向视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1

参照图1和图2，一种开放式现场型六自由度串并联加工机器人，包括平台(10)、支腿、加工主轴(70)和加工刀具(80)，所述支腿有至少三个，所述支腿围绕平台(10)的中心对称安装在平台(10)的角上，每个支腿均由摆动关节(20)、抬腿关节(30)、屈伸关节(40)、足部球关节(60)和足部(11)组成，所述加工主轴(70)安装在平台(10)中部，所述加工刀具(80)安装在加工主轴(70)上，所述加工机器人还包括视觉标杆(100)、视觉摄像机(120)、力传感器(90)和智能控制器，所述视觉标杆(100)安装在所述加工主轴(70)上，所述视觉标杆(100)位于所述视觉摄像机(120)的视觉范围内，所述力传感器(90)有三个，加工主轴(70)通过三个对称布置的力传感器(90)与平台(10)连接，所述视觉摄像机(120)和力传感器(90)均与智能控制器连接，所述智能控制器包括：用以根据摄像机采集的视觉标杆图像计算主轴和刀具的空间位置和姿态的行程控制模块，以及用以根据力传感器的信号测量空间X、Y、Z轴三个方向的加工力的加工力控制模块。

所述摆动关节(20)的转动轴线与平台(10)的上下平面垂直，而抬腿关节(30)的转动轴线与摆动关节(20)的转动轴线垂直，摆动关节(20)和抬腿关节(30)之间通过连接块实现连接；抬腿关节(30)与屈伸关节(40)通过第一关节连杆(51)连接并使得两个关节的转动轴线互相平行；屈伸关节(40)还通过第二关节连杆(50)与足部球关节(60)相连；第二关节连杆(50)与足部球关节(60)通过两个轴承(17)、(18)相连；足部球关节(60)安装在足部(11)上。

所述视觉标杆(100)带有三个以上点光源(110)，视觉标杆(100)与加工主轴(70)固接在一起，视觉摄像机(120)安装在机器人旁边，镜头对准视觉标杆(100)，使视觉标杆(100)上的点光源(110)全部位于摄像机(120)的视场内。

所述视觉摄像机(120)通过支撑杆(121)固定在加工主轴(70)上，而视觉标杆(100)则固定在视觉标杆底座(162)上，并放置在机器人旁边，视觉标杆(100)上的点光源(110)全部位于视觉摄像机(120)的视场内。

所述屈伸关节(40)的轴线与关节连杆(50)的轴线之间有偏移距离，关节连杆(51)和关节连杆(50)轴线相互平行。

所述摆动关节(20)轴线垂直于机器人平台(10)，抬腿关节(30)的轴线垂直于摆动关节(20)的轴线、屈伸关节(40)的轴线则平行于抬腿关节(30)的轴线。

图1和图2为本发明的实施例1。本例的实施方案如下：

机器人具有三条支腿，围绕三角形平台(10)的中心对称安装在平台(10)的三个角上。机器人支腿由摆动关节(20)、抬腿关节(30)、屈伸关节(40)、足部球关节(60)、足部(11)、关节连杆(50)、关节连杆(51)等组成。其中，摆动关节(20)的转动轴线与平台(10)的上下平面垂直，而抬腿关节(30)的转动轴线与摆动关节(20)的转动轴线垂直，两者之间通过连接块实现连接；抬腿关节(30)与屈伸关节(40)通过关节连杆(50)连接，并使得两个关节的转动轴线互相平行；屈伸关节(40)还通过关节连杆(50)与足部球关节(60)相连；关节连杆(50)与足部球关节(60)通过轴承(17)、(18)相连，使关节连杆(50)能够围绕足部球关节(60)的安装柄转动；足部球关节(60)则安装在足部(11)上，足部(11)在工作中起到固定作用。在加工机器人平台(10)上，加工主轴(70)的轴线垂直于平台(10)的平面，并且加工主轴(70)通过三个对称布置的力传感器(90)与平台(10)连接在一起，可以实现X、Y、Z三个方向上的加工力的测量和控制；在加工主轴(70)下面安装有加工刀具(80)，而加工主轴(70)的上部则安装有视觉标杆(100)，视觉标杆(100)上布置有三个以上的点光源(110)，作为视觉摄像机(120)的视觉标记，从而可以计算出视觉标杆(100)的空间位置和姿态，进一步可以计算出加工刀具(80)的空间位置和姿态；视觉摄像机(120)安装在支撑杆(161)上，支撑杆(160)则固定在机器人旁边的加工现场场地的支撑座(152)上。这样，视觉摄像机(120)的视觉坐标系就能作为机器人的现场加工坐标系。

本实施例的工作原理为：视觉摄像机(120)将镜头对准视觉标杆(100)，通过测量视觉标杆(100)上设置的点光源(110)在视场中的位置，通过三点透视原理(用于单目视觉测量)或三角测量原理(双目视觉测量)，能精确地计算出视觉标杆(100)在视觉坐标系中的精确位置和姿态。因为视觉坐标系在加工过程中也充当全局加工坐标系，而视觉标杆(100)又被固定在加工主轴(70)上，加工刀具(80)也固定在加工主轴(70)上，使得视觉标杆(100)、加工主轴(70)和加工刀具(80)三者形成一个刚体结构，因此在视觉标杆(100)的位置和姿态能够精确测量和计算出来的前提下，加工刀具(80)的位置和姿态也能精确地测量和计算出来。加工刀具(80)和加工主轴(70)由于通过力传感器(90)固定在平台(10)上，因此平台(10)的位置和姿态也能够计算出来，进一步通过并联机器人的逆运动学分析，可以计算得出各支腿上的驱动关节如摆动关节(20)、抬腿关节(30)、屈伸关节(40)应该具有的位置角度，然后通过数控系统和关节伺服驱动板对各关节进行驱动以达到这些位置，从而实现六自由度数控加工。为实现机器人六自由度的运动，支腿上的足部球关节(60)由具有三个互相垂直的转动自由度的虎克铰实现，其中绕关节连杆(50)轴线转动的自由度是通过安装在关节连杆(50)中的轴承(17)和轴承(18)实现的。如果仅仅需要实现六自由度的加工，则抬腿关节(30)没有必要有驱动能力，而如果还需要机器人具有行走功能，则抬腿关节(30)的驱动能力是不可缺少的。为保护加工刀具(80)和提高加工精度，由三个力传感器(90)对加工刀具(80)加工力进行测量，通过控制各驱动关节的驱动力矩来控制加工力，实现高精度加工。

实施例2

参照图3和图4，本实施例的机器人具有四条支腿，围绕四角形平台(12)的中心对称安装在平台(12)的四个角上。其腿部结构和安装方式与图1实施例完全一致，其加工主轴(70)、加工刀具(80)、力传感器(90)与四角形平台(12)的安装方式也完全一样。此实施例中，机器人有四条腿，具备行走功能，因此其腿部的抬腿关节(30)具有驱动能力。此实施例中，视觉摄像机(120)通过视觉摄像机支撑杆(121)固定在加工主轴(70)上，而视觉标杆(100)则安装固定在机器人旁边(即加工现场的场地上)的视觉标杆支座(162)上。

本实施例的工作原理为：安装在加工主轴(70)上的视觉摄像机(120)将镜头对准固定在加工现场的视觉标杆(100)，视觉摄像机(100)与加工主轴(70)、加工刀具(80)之间的位置关系都经过了精确的标定，通过测量视觉标杆(100)上设置的点光源(110)在视场中的位置，通过三点透视原理(用于单目视觉测量)或三角测量原理(双目视觉测量)，能精确地计算出视觉标杆(100)在视觉坐标系中的精确位置和姿态。由于视觉标杆(100)是位于固定的加工坐标系中，而视觉摄像机(120)的视觉坐标系则位于移动的机器人加工主轴(70)上，因此经过坐标转换可以将视觉坐标系转换到固定的加工坐标系中，从而也就将位于视觉坐标系中的加工主轴(70)和加工刀具(80)的位置和姿态坐标也转换到固定的加工坐标系中，再进一步通过并联机器人的逆运动学分析，对机器人各支腿上的驱动关节进行控制，就能与实施例1一样实现六自由度数控加工。与实施例1一样，本实施例也是通过力传感器(90)实现对加工刀具(80)加工力的控制。

本实施例的其他结构均与实施例相同。

Claims (6)

1、一种开放式现场型六自由度串并联加工机器人，包括平台(10)、支腿、加工主轴(70)和加工刀具(80)，所述支腿有至少三个，所述支腿围绕平台(10)的中心对称安装在平台(10)的角上，每个支腿均由摆动关节(20)、抬腿关节(30)、屈伸关节(40)、足部球关节(60)和足部(11)组成，所述加工主轴(70)安装在平台(10)中部，所述加工刀具(80)安装在加工主轴(70)上，其特征在于：所述加工机器人还包括视觉标杆(100)、视觉摄像机(120)、力传感器(90)和智能控制器，所述视觉标杆(100)安装在所述加工主轴(70)上，所述视觉标杆(100)位于所述视觉摄像机(120)的视觉范围内，所述力传感器(90)有三个，加工主轴(70)通过三个对称布置的力传感器(90)与平台(10)连接，所述视觉摄像机(120)和力传感器(90)均与智能控制器连接，所述智能控制器包括：用以根据摄像机采集的视觉标杆图像计算主轴和刀具的空间位置和姿态的行程控制模块，以及用以根据力传感器的信号测量空间X、Y、Z轴三个方向的加工力的加工力控制模块。

2、如权利要求1所述的开放式现场型六自由度串并联加工机器人，其特征在于：所述摆动关节(20)的转动轴线与平台(10)的上下平面垂直，而抬腿关节(30)的转动轴线与摆动关节(20)的转动轴线垂直，摆动关节(20)和抬腿关节(30)之间通过连接块实现连接；抬腿关节(30)与屈伸关节(40)通过第一关节连杆(51)连接并使得两个关节的转动轴线互相平行；屈伸关节(40)还通过第二关节连杆(50)与足部球关节(60)相连；第二关节连杆(50)与足部球关节(60)通过两个轴承(17)、(18)相连；足部球关节(60)安装在足部(11)上。

3、如权利要求1或2所述的开放式现场型六自由度串并联加工机器人，其特征在于：所述视觉标杆(100)带有三个以上点光源(110)，视觉标杆(100)与加工主轴(70)固接在一起，视觉摄像机(120)安装在机器人旁边，镜头对准视觉标杆(100)，使视觉标杆(100)上的点光源(110)全部位于摄像机(120)的视场内。

4、如权利要求1或2所述的开放式现场型六自由度串并联加工机器人，其特征在于：所述视觉摄像机(120)通过支撑杆(121)固定在加工主轴(70)上，而视觉标杆(100)则固定在视觉标杆底座(162)上，并放置在机器人旁边，视觉标杆(100)上的点光源(110)全部位于视觉摄像机(120)的视场内。

5、如权利要求3所述的开放式现场型六自由度串并联加工机器人，其特征在于：所述屈伸关节(40)的轴线与关节连杆(50)的轴线之间有偏移距离，关节连杆(51)和关节连杆(50)轴线相互平行。

6、如权利要求3所述的开放式现场型六自由度串并联加工机器人，其特征在于：所述摆动关节(20)轴线垂直于机器人平台(10)，抬腿关节(30)的轴线垂直于摆动关节(20)的轴线、屈伸关节(40)的轴线则平行于抬腿关节(30)的轴线。

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