CN112025479B - 一种冗余驱动的五轴打磨机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业机器人。目的是提供一种刚度高、工作范围大的冗余驱动的五轴打磨机器人。技术方案是：一种冗余驱动的五轴打磨机器人，包括机架；其特征在于：还包括与第一T形连杆铰接且带有打磨头的第二T形连杆、并联连接在机架与第一T形连杆之间的两个第一分支、并联连接在机架与第二T形连杆间的两个第二分支以及位于所述打磨头下方的两自由度工作平台；所述第一分支由依序连接在机架与第一T形连杆之间的第一滑台、第一滑块、第一转动副、第一连杆以及第一虎克铰构成；第一滑块可移动地定位在第一滑台上，且由定位在第一滑台上的伺服电机进行驱动；所述两个第一分支中的第一滑块的滑动方向相互平行。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业机器人，尤其是五轴打磨机器人。
背景技术
打磨指的是利用打磨头对工件进行抛光、去毛刺等提高表面质量的操作。在五金企业中，存在大量的打磨任务。采用人工打磨具有劳动强度大、打磨质量参差不齐、危害人身健康等问题。随着机器人技术的发展，机器人自动化打磨有望成为五金件高效打磨的解决方案。
工件打磨作业需要机器人提供五个自由度。目前，国内外打磨机器人虽然种类很多，但大部分存在整体刚度差、打磨范围小等问题，限制了打磨机器人的进一步应用。采用冗余驱动可提高机器人的刚度和负载能力，消除工作空间内的奇异从而扩大无奇异工作空间。为促进打磨机器人在五金行业的广泛应用，提出一种刚度高、工作范围大的冗余驱动的五轴打磨机器人很有必要。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中所存在的问题，提供一种刚度高、工作范围大的冗余驱动的五轴打磨机器人。
本发明提供的技术方案是：
一种冗余驱动的五轴打磨机器人，包括机架；其特征在于：还包括与第一T形连杆铰接且带有打磨头的第二T形连杆、并联连接在机架与第一T形连杆之间的两个第一分支、并联连接在机架与第二T形连杆间的两个第二分支以及位于所述打磨头下方的两自由度工作平台；
所述第一分支由依序连接在机架与第一T形连杆之间的第一滑台、第一滑块、第一转动副、第一连杆以及第一虎克铰构成；第一滑块可移动地定位在第一滑台上，且由定位在第一滑台上的伺服电机进行驱动；所述两个第一分支中的第一滑块的滑动方向相互平行；
所述第二分支由依序连接在机架与第二T形连杆之间的第二滑台、第二滑块、第二转动副、第二连杆以及第二虎克铰构成；第二滑块可移动地定位在第二滑台上，且由定位在第二滑台上的伺服电机进行驱动；所述两个第二分支中的第二滑块的滑动方向相互平行。
所述第一转动副轴线方向与第一虎克铰第一转动轴轴线方向平行，与第一虎克铰第二转动轴轴线方向垂直；第一转动副轴线方向与第一滑块移动方向垂直。
所述第二转动副轴线方向与第二虎克铰第一转动轴轴线方向平行，与第二虎克铰第二转动轴轴线方向垂直；第二转动副轴线方向与第二滑块移动方向平行。
所述两个第一分支中的第一虎克铰第二转动轴共轴；两个第二分支中的第二虎克铰第二转动轴共轴。
所述第一T形连杆和第二T形连杆通过第三转动副进行连接；第一虎克铰第二转动轴线平行于第二虎克铰第二转动轴线和第三转动副轴线。
所述第一转动副轴线方向与第二转动副轴线方向平行。
所述两自由度工作平台包括工作平台、第三滑台和第四滑台；工作平台固定在第三滑台的滑块上，第三滑台固定在第四滑台的滑块上；第三滑台和第四滑台均水平布置，移动方向相互垂直。
打磨头固定于第二T形连杆上，由第一分支和第二分支中的伺服电机驱动，实现两个转动和一个移动运动；所述工作平台用于固定工件，具有两个移动运动。
本发明有益效果是：本发明提出的一种冗余驱动的五轴打磨机器人，具有刚度好、工作范围大、转动灵活等优点，可用于五金件等包含自由曲面的工件表面打磨任务。
附图说明
图1是本发明实施例的立体结构示意图。
图中：11、第一滑台；12、第二滑台；13、第三滑台；14、第四滑台；21、第一滑块；22、第二滑块；3、伺服电机；41、第一转动副；42、第二转动副；43、第三转动副；51、第一连杆；52、第二连杆；61、第一虎克铰；611、第一虎克铰第一转动轴；612、第一虎克铰第二转动轴；62、第二虎克铰；621、第二虎克铰第一转动轴；622、第二虎克铰第二转动轴；71、第一T形连杆；72、第二T形连杆；8、打磨头；9、工作平台。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示的冗余驱动的五轴打磨机器人，包括机架(图中省略)、第一T形连杆、第二T形连杆、打磨头、并联连接在机架与第一T形连杆间的两个第一分支、并联连接在机架与第二T形连杆间的两个第二分支、以及两自由度工作平台组成。
所述第一分支由第一滑台11、第一滑块21、伺服电机3、第一转动副41、第一连杆51、第一虎克铰61构成；第一滑块可在第一滑台上移动，通过伺服电机3带动滚珠丝杆(图中省略)进行驱动。所述两个第一分支中的第一滑块的滑动方向相互平行。
所述第一连杆51的一端通过第一转动副41与第一滑块21进行连接；第一连杆51的另一端通过第一虎克铰61与第一T形连杆71进行连接。
所述第一转动副41轴线方向与第一虎克铰第一转动轴611轴线方向平行，与第一虎克铰第二转动轴612轴线方向垂直；第一转动副41轴线方向与第一滑块21移动方向垂直。
所述第二分支由第二滑台12、第二滑块22、伺服电机3、第二转动副42、第二连杆52、第二虎克铰62构成；第二滑块可在第二滑台上移动，通过伺服电机3带动滚珠丝杆(图中省略)进行驱动。所述两个第二分支中的第二滑块的滑动方向相互平行。
所述第二连杆52的一端通过第二转动副42与第二滑块22进行连接；第二连杆52的另一端通过第二虎克铰62与第二T形连杆72进行连接。
所述第二转动副42轴线方向与第二虎克铰第一转动轴621轴线方向平行，与第二虎克铰第二转动轴622轴线方向垂直；第二转动副42轴线方向与第二滑块22移动方向平行。
所述两个第一分支中的第一虎克铰第二转动轴共轴；两个第二分支中的第二虎克铰第二转动轴共轴。
所述第一T形连杆71和第二T形连杆72通过第三转动副43进行连接。第一虎克铰第二转动轴线平行于第二虎克铰第二转动轴线和第三转动副轴线。
所述第一转动副41轴线方向与第二转动副42轴线方向平行。
所述两自由度工作平台包括工作平台9、第三滑台13和第四滑台14；工作平台固定在第三滑台的滑块(图中省略)上，第三滑台固定在第四滑台的滑块(图中省略)上；第三滑台和第四滑台均水平布置，移动方向相互垂直。
本实例中，打磨头8固定于第二T形连杆上(也可固定于第一T形连杆上)，由第一分支和第二分支中的伺服电机驱动，可执行两个转动和一个移动运动；所述工作平台用于固定工件，具有两个移动运动，因此，打磨头和工件间的相对运动包括三个移动和两个转动，具有打磨自由曲面的能力。机器人的五个自由度由六个伺服电机驱动，属于冗余驱动机器人。
Claims (3)
1.一种冗余驱动的五轴打磨机器人，包括机架；其特征在于：还包括与第一T形连杆(71)铰接且带有打磨头(8)的第二T形连杆(72)、并联连接在机架与第一T形连杆之间的两个第一分支、并联连接在机架与第二T形连杆间的两个第二分支以及位于所述打磨头下方的两自由度工作平台；
所述第一分支由依序连接在机架与第一T形连杆之间的第一滑台(11)、第一滑块(21)、第一转动副(41)、第一连杆(51)以及第一虎克铰(61)构成；第一滑块可移动地定位在第一滑台上，且由定位在第一滑台上的伺服电机进行驱动；所述两个第一分支中的第一滑块的滑动方向相互平行；
所述第二分支由依序连接在机架与第二T形连杆之间的第二滑台(12)、第二滑块(22)、第二转动副(42)、第二连杆(52)以及第二虎克铰构成(62)；第二滑块可移动地定位在第二滑台上，且由定位在第二滑台上的伺服电机进行驱动；所述两个第二分支中的第二滑块的滑动方向相互平行；
第一滑块和第二滑块的滑动方向互相垂直；
所述第一转动副轴线方向与第一虎克铰第一转动轴(611)轴线方向平行，与第一虎克铰第二转动轴(612)轴线方向垂直；第一转动副轴线方向与第一滑块移动方向垂直；
所述第二转动副轴线方向与第二虎克铰第一转动轴(621)轴线方向平行，与第二虎克铰第二转动轴(622)轴线方向垂直；第二转动副轴线方向与第二滑块移动方向平行；
所述第一T形连杆和第二T形连杆通过第三转动副(43)进行连接；第一虎克铰第二转动轴线平行于第二虎克铰第二转动轴线和第三转动副轴线；
所述第一转动副轴线方向与第二转动副轴线方向平行；
打磨头固定于第二T形连杆上，由第一分支和第二分支中的伺服电机驱动，实现两个转动和一个移动运动；所述工作平台用于固定工件，具有两个移动运动。
2.根据权利要求1所述的冗余驱动的五轴打磨机器人，其特征在于：所述两个第一分支中的第一虎克铰第二转动轴共轴；两个第二分支中的第二虎克铰第二转动轴共轴。
3.根据权利要求1所述的冗余驱动的五轴打磨机器人，其特征在于：所述两自由度工作平台包括工作平台(9)、第三滑台(13)和第四滑台(14)；工作平台固定在第三滑台的滑块上，第三滑台固定在第四滑台的滑块上；第三滑台和第四滑台均水平布置，移动方向相互垂直。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010796179.1A CN112025479B (zh) | 2020-08-10 | 一种冗余驱动的五轴打磨机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202010796179.1A CN112025479B (zh) | 2020-08-10 | 一种冗余驱动的五轴打磨机器人 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN112025479A CN112025479A (zh) | 2020-12-04 |
| CN112025479B true CN112025479B (zh) | 2024-07-05 |
Family
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN212351486U (zh) * | 2020-08-10 | 2021-01-15 | 浙江理工大学 | 一种冗余驱动的五轴打磨机器人 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN212351486U (zh) * | 2020-08-10 | 2021-01-15 | 浙江理工大学 | 一种冗余驱动的五轴打磨机器人 |
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