CN107032112B - 一种多机器人智能协作生产系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多机器人智能协作生产系统,属于工业机器人领域。包括可重构机架、生产线传送部件、多个高速并联拾放机器人、多个位姿可调物料搬运机器人;所述可重构机架为桁架结构,高速并联拾放机器人与可重构机架固定连接,生产线传送部件位于可重构机架的下部空间,位姿可调物料搬运机器人在生产线传送部件两侧移动;待处理的货品由位姿可调物料搬运机器人从上一生产环节运送至生产线传送部件一端,经过高速并联拾放机器人分拣或组装处理后,再通过位于生产线传送部件另一端的位姿可调物料搬运机器人搬运到下一生产环节;本发明具有生产资源配置灵活、生产效率高、拾放子系统快速性好、搬运子系统运动灵活稳定性强等特点。

Description

一种多机器人智能协作生产系统
技术领域
本发明属于机器人领域,特别涉及一种应用于包装、分拣、组合、拆解等具有货品拾取和投放环节的多机器人智能协作生产系统。
背景技术
塑料工业、电子产品工业、药品工业和食品工业对我国国民经济有重要贡献。为提高上述产业生产效率,各种产品的生产流水线被不断开发使用。然而我国目前所属产业的轻型生产流水线货品的包装、分拣、组合和拆解任务仍大部分采用人工劳动,这样一方面导致人力生产成本居高不下,另一方面也不利于发挥出生产流水线的潜在生产效率。我国所述产业竞争力正在下降,产业自动化程度急需提高。引入工业机器人技术成为解决上述问题的不可或缺的重要手段。目前制约我国工业机器人在所述产业应用普及的关键是机器人硬件平台短缺。传统的应用于生产系统的机器人大多面向于汽车大规模生产需求,通过串联机构实现。串联机构是通过运动副依次连接而成的开环结构,具有工作空间大和灵活度高的优点,然而缺点是:各运动副误差累积导致末端精度一般、刚度一般、负载惯量大,速度一般,难以满足所述产业高速、高加速动态响应和轻负载的要求。生产线上单机器人或多机器人的简单组合难以完成复杂任务,环境适应性一般,难以满足生产效率不断提高的趋势。另外现有不同工序之间通过传送带进行物料供给和输送,生产关系固定,生产适应性灵活性一般,一旦整条生产线某一环节停机将导致整个生产系统停止工作。并且这种相对固定的供料和送料模式难以适应未来制造业以客户需求为导向的发展模式。
发明内容
本发明为了解决上述制约所述产业自动化发展的关键问题,提出了一种多机器人智能协作生产系统,该多机器人智能协作生产系统可以有效地降低生产流水线的人力成本和提高生产效率,具有广阔的应用前景。
本发明提供的一种多机器人智能协作生产系统,其特征在于,该生产系统包括可重构机架、生产线传送部件、多个高速并联拾放机器人以及多个位姿可调物料搬运机器人;所述可重构机架为桁架结构,各高速并联拾放机器人与可重构机架固定连接,生产线传送部件位于可重构机架的下部空间,多个位姿可调物料搬运机器人在生产线传送部件两侧移动;待处理的货品由位姿可调物料搬运机器人从上一生产环节运送至生产线传送部件一端,经过高速并联拾放机器人分拣或组装处理后,再通过位于生产线传送部件另一端的位姿可调物料搬运机器人搬运到下一生产环节。
所述可重构机架为由四根立柱、四根拱形住、两块安装板、两根连接横杆以及连接杆若干构成的一体结构;其中,所述四根立柱垂直于地面直立,俯视图构成矩形的四个顶点,与每根立柱相贯地设置一根拱形柱,所有拱形柱末端交汇连接于同一连接杆,形成M型拱形架;所述第一连接横杆连接第一、第四立柱,并与第一、第四拱形柱相贯;所述第二连接横杆连接第二、第三立柱,并与第二、第三拱形柱相贯;从所有拱形柱末端交汇的同一连接杆出发,由若干轴线位于同一平面内的连接杆构成桁架平面,并分别与对应的立柱和拱形柱连接;所述两安装板对称分布在所述桁架平面内,通过该安装板将高速并联拾放机器固定在可重构机架上。
多个所述高速并联拾放机器人结构相同,均包括定平台、用于安装执行器的动平台部件、四条支链以及控制器,所述四条支链相对定平台呈圆周对称布置,该四条支链分别连接于定平台和动平台部件之间,并与所述定平台和动平台之间构成空间闭环机构;所述控制器控制四条支链的运动;四条支链的一端分别与定平台紧固,四条支链的一另端分别与动平台部件通过转动副配合。
四条所述支链的结构相同,均包括驱动电机、减速器、驱动大臂前端、驱动大臂、驱动大臂末端、平行四边形部件以及运动副;其中,驱动电机的输出轴与减速器的输入轴配合以传递扭矩与转速,驱动大臂前端与驱动大臂一端紧固,驱动大臂另一端与驱动大臂末端紧固;所述运动副有3个,一个是连接于驱动大臂前端和减速器输出轴之间的转动副R,一个是连接于驱动大臂末端和平行四边形部件一端之间的转动副R,一个是连接于平行四边形部件另一端与动平台之间的转动副R;所述减速器与定平台紧固;所述平行四边形部件包括两个小臂短杆和两个小臂长杆;第一小臂短杆两端分别与第一小臂长杆、第二小臂长杆的上端通过转动副配合,第一小臂长杆、第二小臂长杆的下端分别与第二小臂短杆的两端通过转动副配合。
所述动平台部件包括上动平台和下动平台,执行器,以及两个固定转动件和两个连接转动件;所述上动平台包括两个支臂,在上动平台两支臂的汇交点设有中心轴;所述下动平台包括两个支臂,在下动平台两支臂的汇交点设有中心孔;其中,第一固定转动件、第二固定转动件分别与下动平台的第一、第二支臂末端紧固,上动平台的中心轴和下动平台的中心孔通过转动副配合,上动平台中心轴末端与执行器紧固,第一连接转动件、第二连接转动件分别与上动平台的第一、第二支臂末端通过转动副配合;所述第一固定转动件、第一连接转动件、第二连接转动件和第二固定转动件分别与四条支链的另一端通过转动副配合。
多个所述位姿可调物料搬运机器人结构相同,均包括自驱动传送带、设有传送带的动平台(VI-2)以及三条结构相同的连接支链,三条所述连接支链圆周均布连接于动平台(VI-2)和地面之间,并与该动平台构成空间机构;其中,三条所述连接支链结构相同,均包括连接杆,底座,电机,驱动轮和运动副;其中,所述连接杆上端通过2个共轴线设置的转动副和动平台(VI-2)相连,连接杆下端通过球铰与底座相连;所述底座下方设有两个轴线相互垂直的驱动轮,该驱动轮由布置在底座上的电机驱动。
所述生产线传送部件包括支撑于地面的拱形支架和两根传送带,两根传送带同向传动,并通过拱形支架支撑。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明所包括的高速并联拾放机器人采用空间多闭环结构,将动平台通过四个独立的运动链与定平台相连接,相比串联机构具有负载惯量小、结构紧凑、刚度高、精度高、动力学性能好等优点,能够满足所述产业生产线轻负载、高速的生产需求。由于定平台上的驱动电机轴线的特殊布置,可以有效避免转动奇异,从而直接实现了动平台的转动自由度,并且实现好的运动/力传递特性,具有运动灵活、控制简单的特点。两组驱动电机分工明确,有利于驱动电机的选型,提高机器人的运动效率。此外,动平台可以实现较大的转动角度,且结构紧凑。
本发明所包括的姿态可调物料搬运机器人的驱动模块通过三条支链末端共三组驱动模块在水平面内的组合运动,实现动平台位置移动和姿态调节功能,从而使安装在动平台上的自驱动传送带具有物料搬运功能。且动平台位置移动和姿态调节具有自由度多、调节范围大等特点,使其更好地在多条不同生产线间进行灵活调度。例如对于不同高度的生产线,姿态可调物料搬运机器人可以利用三条支链末端共三组驱动模块在水平面内组合运动,使其动平台进行升降以配合生产线高度要求。又例如对于路面不平如坡道行进,但所搬运物料必须水平的情况,搬运机器人可以调整姿态使其末端动平台始终保持水平。该机器人环境适应性更强,任务完成效率更高。
本发明所述的多机器人协作生产系统中通过高速并联拾放机器人之间、高速并联拾放机器人与搬运机器人、搬运机器人之间的交互协作,可以完成单机器人难以完成的复杂作业,并提高工作效率、增强环境适应性。
附图说明
图1为本发明实施例1的多机器人协作生产系统示意图;
图2为本发明实施例1的可重构机架结构示意图;
图3为本发明实施例1的高速并联拾放机器人结构示意图;
图4为本发明实施例1的高速并联拾放机器人动平台结构示意图;
图5为本发明实施例1的位姿可调物料搬运机器人结构示意图;
图6为本发明实施例1的生产线传送部件结构示意图;
图7为本发明实施例2的多机器人智能协作生产系统示意图。
具体实施方式
本发明提出的一种多机器人智能协作生产系统结合附图及实施例详细说明如下:
本发明的一种多机器人智能协作生产系统的结构包括可重构机架、生产线传送部件、多个结构相同的高速并联拾放机器人以及多个结构相同的位姿可调物料搬运机器人。具体实施时根据生产环境及生产任务的具体要求配置机器人数量、位置及合作关系。各部分之间关系为:所述可重构机架为桁架结构,高速并联拾放机器人与可重构机架固定连接,生产线传送部件位于可重构机架的下部空间,位姿可调物料搬运机器人在生产线传送部件两侧移动;待处理的货品由位姿可调物料搬运机器人从上一生产环节运送至生产线传送部件一端,经过高速并联拾放机器人分拣或组装处理后,再通过位于生产线传送部件另一端的位姿可调物料搬运机器人搬运到下一生产环节。
实施例1:
本实施例的一种多机器人智能协作生产系统的结构如图1所示,包括可重构机架I、第一高速并联拾放机器人II、第二高速并联拾放机器人III、生产线传送部件IV、第一位姿可调物料搬运机器人VI、第二位姿可调物料搬运机器人Ⅷ、第三位姿可调物料搬运机器人X。
现对本实施例的一种多机器人智能协作生产系统的子结构作如下说明:
①可重构机架I
本实施例的一种多机器人智能协作生产系统包含的可重构机架I结构如图2所示,可重构机架I整体为桁架机构,包括4根立柱(I-1a、I-1b、I-1c、I-1d)、4根拱形柱(I-2a、I-2b、I-2c、I-2d)、2块安装板(I-3a、I-3b)、2根连接横杆(I-4a、I-4b)及连接杆若干。布置关系为:4根立柱(I-1a、I-1b、I-1c、I-1d)垂直于地面直立,俯视图构成矩形的四个顶点;第一拱形柱I-2a、第二拱形柱I-2b、第三拱形柱I-2c、第四拱形柱I-2d分别与第一立柱I-1a、第二立柱I-1b、第三立柱I-1c、第四立柱I-1d相贯;4根拱形柱(I-2a、I-2b、I-2c、I-2d)末端交汇连接于同一连接杆I-5,形成M型拱形架;连接杆I-5为可拆分结构,可由连接杆I-5处将可重构机架拆成对称的两个独立子机架I’-1和I’-2;所述第一连接横杆I-4a、第二连接横杆I-4b分别连接第一立柱I-1a、第四立柱I-1d和第二立柱I-1b、第三立柱I-1c,并与第一拱形柱I-2a、第四拱形柱I-2d和第二拱形柱I-2b、第三拱形柱I-2c相贯;从4根拱形柱(I-2a、I-2b、I-2c、I-2d)末端交汇的同一连接杆出发,由若干连接杆连接成桁架平面(若干杆件轴线在同一平面内)并分别连接于4根立柱(I-1a、I-1b、I-1c、I-1d)、4根拱形柱(I-2a、I-2b、I-2c、I-2d);第一安装板I-3a、第二安装板I-3b对称分布在所述桁架平面内。
②高速并联拾放机器人II、III
本实施例的一种多机器人智能协作生产系统包含的第一高速并联拾放机器人II和第二高速并联拾放机器人III的结构一样,如图1所示。现以第一高速并联拾放机器人II进行说明,如图3所示,高速并联拾放机器人II包括控制器、定平台II-1、用于安装执行器的动平台部件II-8以及第一支链II-I、第二支链II-II、第三支链II-III、第四支链II-IV,所述四条支链相对定平台II-1呈圆周对称布置,该四条支链分别连接于定平台II-1和动平台部件II-8之间,并与该定平台II-1和动平台部件II-8构成空间闭环机构。通过四条所述支链上的驱动电机共同驱动,经过空间闭环结构的力/运动的传递,实现对末端平台的运动控制,实现物料分拣、包装、组合、拆解功能。
四条所述支链的结构相同,如图3所示,以第二支链II-II为例进行说明,包括:驱动电机II-2、减速器II-3、驱动大臂前端II-4、驱动大臂II-5、驱动大臂末端II-6、平行四边形部件II-7以及运动副;各零部件的装配关系为:驱动电机II-2的输出轴与减速器II-3的输入轴配合以传递扭矩与转速,减速器II-3的输出轴与驱动大臂前端II-4配合以传递扭矩与转角,驱动大臂前端II-4与驱动大臂II-5一端紧固,驱动大臂II-5另一端与驱动大臂末端II-6紧固,驱动大臂末端II-6和平行四边形部件II-7的上端通过转动副连接,平行四边形部件II-7的下端与动平台部件II-8通过转动副连接。所述运动副有3个,一个是连接于驱动大臂前端II-4和减速器II-3之间的转动副R,一个是连接于驱动大臂末端II-6和平行四边形部件II-7一端之间的转动副R,一个是连接于平行四边形部件II-7另一端与动平台部件II-8之间的转动副R。
所述平行四边形部件II-7包括两个小臂短杆和两个小臂长杆;各零件的装配关系为:第一小臂短杆两端分别与第一小臂长杆、第二小臂长杆的上端通过转动副配合,第一小臂长杆、第二小臂长杆的下端分别与第二小臂短杆的两端通过转动副配合。
所述动平台部件II-8的结构如图4所示,包括:上动平台II-8-1和下动平台II-8-2,执行器II-8-3,以及两个固定转动件(II-8-4、II-8-7)和两个连接转动件(II-8-5、II-8-6);上动平台II-8-1的两个支臂末端分别设置一个连接转动件、上动平台两支臂汇交点设有中心轴,下动平台II-8-2的两个支臂末端分别设置一个固定连接件、下动平台两支臂汇交点设有中心孔;其中,第一固定转动件II-8-4与下动平台II-8-2的第一支臂末端紧固,第二固定转动件II-8-7与下动平台II-8-2的第二支臂末端紧固,上动平台的中心轴和下动平台的中心孔通过转动副配合,上动平台II-8-1中心轴末端与执行器II-8-3紧固,第一连接转动件II-8-5与上动平台II-8-1的第一支臂末端通过转动副配合,第二连接转动件II-8-6与上动平台II-8-1的第二支臂末端通过转动副配合;
所述定平台II-1、动平台部件II-8以及第一支链II-I、第二支链II-II、第三支链II-III、第四支链II-IV的总体装配关系为:第一支链II-I、第二支链II-II、第三支链II-III、第四支链II-IV中的四个减速器分别通过螺栓与定平台II-1的四个角部紧固,第一支链II-I、第二支链II-II、第三支链II-III、第四支链II-IV中的平行四边形部件的下端分别和动平台部件II-8中的第一固定转动件II-8-4、第一转动连接件II-8-5、第二转动连接件II-8-6和第二固定转动件II-8-7通过转动副配合。
第一高速并联拾放机器人II和第二高速并联拾放机器人III的定平台可通过螺栓分别与机架I的第一安装板I-3a、第二安装板I-3b紧固。
所述高速并联拾放机器人的控制器主要由上位机、运动控制卡和伺服驱动器组成;上位机与布置在可重构机架上的常规工业摄像机相连、计算所述高速并联拾放机器人四条支链中驱动电机II-2的转动角度,上位机依次通过控制卡和伺服驱动器控制所述高速并联拾放机器人四条支链中驱动电机的转动。首先通过所述常规工业摄像机对待处理货品进行图像识别,将目标位置指令输入上位机,上位机会将其换算成所述高速并联拾放机器人四条支链驱动电机的转动角度,并将转动角度传给控制卡,由控制卡生成控制信号传给伺服驱动器,伺服驱动器根据控制信号产生相应电信号用于控制所述高速并联拾放机器人四条支链驱动电机的转动。除采用本实施例所述的部件实现所述控制器的功能外,还可采用其他的常规部件予以实现。通过四条所述支链上的驱动电机共同驱动,经过空间闭环结构的力/运动的传递,实现对末端平台的运动控制,实现物料分拣、包装、组合、拆解功能。
③位姿可调物料搬运机器人
本实施例的一种多机器人智能协作生产系统包含的第一位姿可调物料搬运机器人VI、第二位姿可调物料搬运机器人Ⅷ、第三位姿可调物料搬运机器人X结构相同,如图1所示。现以第一位姿可调物料搬运机器人VI进行说明,如图5所示,第一位姿可调物料搬运机器人VI包括自驱动传送带VI-1、设有传送带的动平台VI-2以及结构相同的第一连接支链VI-I、第二连接支链VI-II、第三连接支链VI-III,所述三条连接支链分别连接于动平台VI-2和地面之间,并与动平台VI-2构成空间机构。
所述物料搬运机器人的第一连接支链VI-I、第二连接支链VI-II、第三连接支链VI-III结构相同,且圆周均布连接于动平台VI-2上,与动平台VI-2的装配关系相同,现以第一连接支链VI-I为例:第一连接支链VI-I包括连接杆VI-4,底座VI-6,电机,驱动轮VI-7和运动副。连接杆VI-4上端通过2个转动副VI-3和动平台VI-2相连,两个转动副VI-3轴线共线,作用等效于一个转动副。连接杆VI-4下端通过球铰VI-5与底座VI-6相连。底座VI-6下面有两对孔用于安装两个驱动轮VI-7,四个孔的中心等高,两对孔的中心连线互相垂直。两个驱动轮VI-7的轴线垂直相交,可以在水平面内组合运动。因此,通过电机控制三个支链末端的三组驱动轮的运动,使得动平台VI-2具有位置移动和姿态调节功能,从而使安装在动平台VI-2上的自驱动传送带VI-1具有物料搬运功能。电机采用常规元件实现,布置于底座VI-6上。
④生产线传送带IV
本实施例的一种多机器人智能协作生产系统包含的生产线传送部件IV如图1所示,包括拱形支架,两个传送带(IV-1、IV-2),两传送带同向传动,并均通过拱形支架支撑。
现对本发明提出的一种多机器人智能协作生产系统的生产过程作如下说明:
首先,通过第一位姿可调物料搬运机器人VI将上一生产环节的待拆解的生产线货品V搬运至所述智能协作生产系统。第一位姿可调物料搬运机器人VI调整自身平台高度、位置和姿态,可以适应不同生产环境、生产线线高度。第一位姿可调物料搬运机器人VI使自身的自驱动传送带VI-1与安装于机架I下的生产线传送部件IV中的传送带IV-2对接,控制自驱动传送带转动将待拆解的生产线货品V传送到生产线传送部件IV中的传送带IV-2上。随后通过布置于机架I上的工业摄像机对待拆解的生产线货品V的形状位置信息进行图像识别,将所述信息传给第一高速并联拾放机器人II和第二高速并联拾放机器人Ⅲ的控制器,由控制器内的自主协作算法进行决策,控制第一高速并联拾放机器人II和第二高速并联拾放机器人Ⅲ之间协调配合工作,将生产线货品V拆解成第一生产线货品IX和第二生产线货品VII,其中拆解后的第一生产线货品IX留在生产线传送部件IV中的第二传送带IV-2上,第二生产线货品Ⅶ则被第一高速并联拾放机器人II和第二高速并联拾放机器人Ⅲ拆解、拾放到生产线传送部件IV中的第一传送带IV-1上。生产线传送部件IV中的第一传送带IV-1、第二传送带IV-2分别将第一生产线货品Ⅶ、第二生产线货品IX传送到在生产线传送部件IV末端等待的第二位姿可调物料搬运机器人Ⅷ和第三位姿可调物料搬运机器人X上的自驱动传送带上。最后,第二位姿可调物料搬运机器人Ⅷ和第三位姿可调物料搬运机器人X将拆解下来的第一生产线货品Ⅶ、第二生产线货品IX运送离开本系统,进入各自的下一道生产工序。根据多道工序间生产任务的改变,通过第二位姿可调物料搬运机器人Ⅷ和第三位姿可调物料搬运机器人X协调配合,灵活调整货品搬运数量、频次、搬运地点等,例如第二位姿可调物料搬运机器人Ⅷ所对应的后续生产工序的生产需求下降而第三位姿可调物料搬运机器人X的后续生产工序的生产需求增加,可以调度第二位姿可调物料搬运机器人Ⅷ参与到第三位姿可调物料搬运机器人X的后续生产工序的搬运工作中,实现生产效率最大化。
以上生产过程也可逆向进行,此时,第一生产线货品IX和第二生产线货品VII为待组装货品,生产线货品V为组装后的货品。第三位姿可调物料搬运机器人X上的自驱动传送带载有待组装的第一生产线货品IX,控制第三位姿可调物料搬运机器人X,使第三位姿可调物料搬运机器人X上的自驱动传送带与安装于机架I下的生产线传送部件IV中的第二传送带IV-2对接。第二位姿可调物料搬运机器人Ⅷ上的自驱动传送带载有待组装的第二生产线货品VII,控制第二位姿可调物料搬运机器人Ⅷ,使第三位姿可调物料搬运机器人Ⅷ上的自驱动传送带与安装于机架I下的生产线传送部件IV中的第一传送带IV-1对接。随后安装于机架I上的第一高速并联拾放机器人II和第二高速并联拾放机器人III配合工作,将第二生产线货品VII从生产线传送部件IV的第一传送带IV-1上拾放、组装到第二传送带IV-2上的第二生产线货品IX上成为生产线货品V。生产线货品V所在的生产线传送部件IV中的第二传送带IV-2将生产线货品V传送到在生产线传送部件IV末端等待的第一位姿可调物料搬运机器人VI上。最后,第一位姿可调物料搬运机器人VI将组装后的生产线货品V运送离开本系统,进入下一道生产工序。
实施例2:
本实施例的一种多机器人智能协作生产系统的结构如图7所示,与实施例1主要区别在于:可重构机架I于连接杆I-5处拆分成多个子机架I’-1,I’-2,在每个子机架底部设有起固定作用的基座(该基座的尺寸形状应根据工程实际情况确定,本实施例基座平面呈三角形),通过可重构机架I的拆解将第一高速并联拾放机器人II和第二高速并联拾放机器人III分成两个子协作系统。使得两子协作系统可以适应更长的生产线需求。并且根据生产线的空间尺寸及形状可以灵活布置子协作系统,例如布置在生产线同侧、布置在生产线异侧、针对环形生产线可以呈一定角度布置等。根据生产需求还可以增加子协作系统数量,可以极大提高环境适应性和生产效率。

Claims (7)

1.一种多机器人智能协作生产系统,其特征在于,该生产系统包括可重构机架、生产线传送部件、多个高速并联拾放机器人以及多个位姿可调物料搬运机器人;所述可重构机架为桁架结构,各高速并联拾放机器人均与可重构机架固定连接,生产线传送部件位于可重构机架的下部空间,多个位姿可调物料搬运机器人在生产线传送部件两侧移动;待处理的货品由位姿可调物料搬运机器人从上一生产环节运送至生产线传送部件一端,经过高速并联拾放机器人分拣或组装处理后,再通过位于生产线传送部件另一端的位姿可调物料搬运机器人搬运到下一生产环节;
多个所述高速并联拾放机器人结构相同,均包括定平台、用于安装执行器的动平台部件、四条支链以及控制器,所述四条支链相对定平台呈圆周对称布置,该四条支链分别连接于定平台和动平台部件之间,并与所述定平台和动平台之间构成空间闭环机构;所述控制器控制四条支链的运动;四条支链的一端分别与定平台紧固,四条支链的一另端分别与动平台部件通过转动副配合;
所述动平台部件包括上动平台和下动平台,执行器,以及两个固定转动件和两个连接转动件;所述上动平台包括两个支臂,在上动平台两支臂的汇交点设有中心轴;所述下动平台包括两个支臂,在下动平台两支臂的汇交点设有中心孔;其中,第一固定转动件、第二固定转动件分别与下动平台的第一、第二支臂末端紧固,上动平台的中心轴和下动平台的中心孔通过转动副配合,上动平台中心轴末端与执行器紧固,第一连接转动件、第二连接转动件分别与上动平台的第一、第二支臂末端通过转动副配合;所述第一固定转动件、第一连接转动件、第二连接转动件和第二固定转动件分别与四条支链的另一端通过转动副配合。
2.如权利要求1所述的多机器人智能协作生产系统,其特征在于,所述可重构机架为由四根立柱、四根拱形柱、两块安装板、两根连接横杆以及连接杆若干构成的一体结构;其中,所述四根立柱垂直于地面直立,俯视图构成矩形的四个顶点,与每根立柱相贯地设置一根拱形柱,所有拱形柱末端交汇连接于同一连接杆,形成M型拱形架;所述第一连接横杆连接第一、第四立柱,并与第一、第四拱形柱相贯;所述第二连接横杆连接第二、第三立柱,并与第二、第三拱形柱相贯;从所有拱形柱末端交汇的同一连接杆出发,由若干轴线位于同一平面内的连接杆构成桁架平面,并分别与对应的立柱和拱形柱连接;所述两安装板对称分布在所述桁架平面内,通过该安装板将高速并联拾放机器固定在可重构机架上。
3.如权利要求1所述的多机器人智能协作生产系统,其特征在于,所述可重构机架包括多个独立设置的子机架,每个子机架均包括两根立柱、两根拱形柱、一块安装板、一根连接横杆以及连接杆若干,在每个子机架底部设有起固定作用的基座;其中,两根立柱垂直于地面直立,与每根立柱相贯地设置一根拱形柱,所有拱形柱末端交汇连接于同一连接杆,形成半M型拱形架;所述连接横杆连接于两根立柱之间,并与两根拱形柱相贯;从所有拱形柱末端交汇的同一连接杆出发,由若干轴线位于同一平面内的连接杆构成桁架平面,并分别与对应的立柱和拱形柱连接;所述安装板设置在所述桁架平面内,通过该安装板将高速并联拾放机器固定在子机架上。
4.如权利要求1所述的多机器人智能协作生产系统,其特征在于,四条所述支链的结构相同,均包括驱动电机、减速器、驱动大臂前端、驱动大臂、驱动大臂末端、平行四边形部件以及运动副;其中,驱动电机的输出轴与减速器的输入轴配合以传递扭矩与转速,驱动大臂前端与驱动大臂一端紧固,驱动大臂另一端与驱动大臂末端紧固;所述运动副有3个,一个是连接于驱动大臂前端和减速器输出轴之间的转动副R,一个是连接于驱动大臂末端和平行四边形部件一端之间的转动副R,一个是连接于平行四边形部件另一端与动平台之间的转动副R;所述减速器与定平台紧固;所述平行四边形部件包括两个小臂短杆和两个小臂长杆;第一小臂短杆两端分别与第一小臂长杆、第二小臂长杆的上端通过转动副配合,第一小臂长杆、第二小臂长杆的下端分别与第二小臂短杆的两端通过转动副配合。
5.如权利要求4所述的多机器人智能协作生产系统,其特征在于,所述控制器包括上位机、运动控制卡和伺服驱动器;其中,所述上位机与布置在可重构机架上的常规工业摄像机相连,该上位机依次通过所述控制卡和伺服驱动器控制所述高速并联拾放机器人四条支链中驱动电机的转动。
6.如权利要求1所述的多机器人智能协作生产系统,其特征在于,多个所述位姿可调物料搬运机器人结构相同,均包括自驱动传送带、设有传送带的动平台(VI-2)以及三条结构相同的连接支链,三条所述连接支链圆周均布连接于动平台(VI-2)和地面之间,并与该动平台构成空间机构;其中,三条所述连接支链结构相同,均包括连接杆,底座,电机,驱动轮和运动副;其中,所述连接杆上端通过2个共轴线设置的转动副和动平台(VI-2)相连,连接杆下端通过球铰与底座相连;所述底座下方设有两个轴线相互垂直的驱动轮,该驱动轮由布置在底座上的电机驱动。
7.如权利要求1所述的多机器人智能协作生产系统,其特征在于,所述生产线传送部件包括支撑于地面的拱形支架和两根传送带,两根传送带同向传动,并通过拱形支架支撑。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108584410B (zh) * 2018-03-27 2021-03-02 北京京东乾石科技有限公司 供件系统和供件方法
CN108996220A (zh) * 2018-06-12 2018-12-14 芜湖乐创电子科技有限公司 一种基于定位分析的拾料放料机器人
CN109249391A (zh) * 2018-08-30 2019-01-22 厦门理工学院 一种机器人交互合作方法和系统
CN109986563B (zh) * 2019-05-01 2022-03-15 湖南大学 一种多移动机器人协同作业方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105197610A (zh) * 2015-10-23 2015-12-30 石家庄市鹿泉区民生新型建材有限公司 一种自动码砖机
CN105364910A (zh) * 2015-10-26 2016-03-02 浙江理工大学 一种转动副驱动的四自由度并联式分拣机器人
CN106080834A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 清华大学 可姿态调整和操作的移动机器人
CN106363616A (zh) * 2016-09-30 2017-02-01 芜湖瑞思机器人有限公司 一种六自由度并联机器人
CN106516633A (zh) * 2016-12-09 2017-03-22 广东天机工业智能系统有限公司 循环生产线
CN106628940A (zh) * 2016-11-11 2017-05-10 沈阳中泽智能装备有限公司 一种制造空调蒸发器用自动转运系统装置及操作方法
CN106627818A (zh) * 2016-12-05 2017-05-10 清华大学 新型多功能车

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105197610A (zh) * 2015-10-23 2015-12-30 石家庄市鹿泉区民生新型建材有限公司 一种自动码砖机
CN105364910A (zh) * 2015-10-26 2016-03-02 浙江理工大学 一种转动副驱动的四自由度并联式分拣机器人
CN106080834A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 清华大学 可姿态调整和操作的移动机器人
CN106363616A (zh) * 2016-09-30 2017-02-01 芜湖瑞思机器人有限公司 一种六自由度并联机器人
CN106628940A (zh) * 2016-11-11 2017-05-10 沈阳中泽智能装备有限公司 一种制造空调蒸发器用自动转运系统装置及操作方法
CN106627818A (zh) * 2016-12-05 2017-05-10 清华大学 新型多功能车
CN106516633A (zh) * 2016-12-09 2017-03-22 广东天机工业智能系统有限公司 循环生产线

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