CN209050749U - 一种可移动六自由度并联钻孔机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可移动六自由度并联钻孔机器人，包括固定平台、六自由度钻台、支撑臂组件和驱动轮组件；支撑臂组件包括多组安装于固定平台的关节电机和支撑臂，关节电机设置多个；移动轮组件包括驱动轮组件、转向组件、制动组件和驱动轮架。本实用新型的可移动六自由度并联钻孔机器人通过关节电机及支撑臂、驱动轮以及制动器的独立控制完成移动机器人的多方向运动。除了能实现x、y、z轴的直线运动，也可以实现绕x、y、z轴的旋转运动，可以满足多角度钻孔加工需求；本实用新型的可移动六自由度并联钻孔机器人承受负载高，并联稳定性较好，不会积累误差，极大提升系统精度。整体结构简单，操作简单易于携带，可以完成复杂钻孔加工。

Description

一种可移动六自由度并联钻孔机器人

技术领域

本实用新型属于装备制造领域，涉及钻孔装置，具体涉及一种可移动六自由度并联钻孔机器人。

背景技术

目前在钢结构桥梁单元、复杂钣金零件等的制造场景中，存在着大量的现场钻孔工作，在提高钻孔效率的同时需要保证钻孔精度和稳定性。普通钻孔机器人在进行多角度钻孔加工时对钻头夹具以及工件夹具要求严格，对于制造成本较大。而且钻孔效率较低，需要人工不断更换夹具。

用于钻孔工作的机器人主要为固定式钻孔机器人，结构上主要有并联式与串联式钻孔机器人。串联式钻孔机器人结构简单，成本低，控制简单，串联机构末端件上的误差是各个关节误差的积累和放大，因而误差大、精度低，钻孔加工过程中钻头由于机器的振动可能引起偏斜，而且当钻头钻小孔时钻头的材料以及直径的大小对钻头的刚度、强度以及导向性都有很大影响，严重时会导致被加工孔的直径扩大。并联式钻孔机器人刚度大，承载能力强，精度高，末端件惯性，但在钻孔过程中由于机器本身被固定，只能加工简单工件，而无法实现对复杂工件加工。因此固定式钻孔机器人控制精度低，工作效率差。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种可移动六自由度并联钻孔机器人，以解决现有技术中的钻孔机人定位精度差，钻孔效率低下的问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种可移动六自由度并联钻孔机器人，包括固定平台和六自由度钻台，还包括安装于固定平台的支撑臂组件和移动轮组件；

所述的支撑臂组件包括多组安装于固定平台的关节电机和支撑臂，所述的关节电机设置多个，所述的多个关节电机之间通过所述的支撑臂连接；

所述的移动轮组件包括驱动轮组件、转向组件、制动组件和驱动轮架，所述的驱动轮架安装在所述的支撑臂组件底部，所述的驱动轮组件和转向组件安装于所述的驱动轮架上，所述的制动组件安装在驱动轮组件上。

本实用新型还具有如下技术特征：

具体的，所述的关节电机设置三个。

具体的，所述的支撑臂组件包括安装于所述的固定平台上的第一关节电机、第二关节电机和第三关节电机，所述的第一关节电机和第二关节电机之间安装有第一支撑臂，所述的第二关节电机和第三关节电机之间安装有第二支撑臂。

具体的，所述的第一关节电机和固定平台之间安装有固接件，所述的固接件一端与所述的第一关节电机电机轴固接，另一端与所述的固定平台固接。

具体的，所述的驱动轮组件包括驱动轮、驱动轮轴和驱动电机，所述的驱动轮轴穿过安装于所述的驱动轮架，所述的驱动轮套接于所述的驱动轮轴，所述的驱动电机与所述的驱动轮轴共轴安装。

具体的，所述的转向组件包括安装于所述的驱动轮架上的转向盘和转向电机，所述的转向电机轴端安装有转向齿轮，所述的转向齿轮与所述的转向盘啮合传动。

具体的，所述的制动组件包括制动器架、活动夹、制动片和制动电机，所述的制动电机为推杆电机，所述的制动器架安装于所述的驱动轮架上，所述的活动夹一端转动安装于制动器架，另一端转动安装所述的制动电机出轴。

具体的，所述的六自由度钻台包括六自由度伸缩杆组件、动平台和钻机，所述的六自由度伸缩杆组件安装于所述的固定平台和动平台之间，所述的钻机安装于所述的动平台上；

所述的六自由度伸缩杆组件包括六自由度伸缩杆，所述的六自由度伸缩杆为伺服电机驱动变量泵控制的液压伸缩杆。

具体的，所述的六自由度伸缩杆组件还包括安装于固定平台第一固定架和安装于动平台上的第二固定架，所述的第一固定架上安装有第一万向节，所述的第二固定架上安装有第二万向节，所述的六自由度伸缩杆安装于所述的第一万向节和第二万向节之间。

具体的，该可移动六自由度并联钻孔机器人还包括电机控制器和变量泵控制器。

本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：

(Ⅰ)本实用新型的可移动六自由度并联钻孔机器人通过关节电机及支撑臂、驱动轮以及制动器的独立控制完成移动机器人的多方向运动。通过伺服电机驱动的变量泵对六根液压杆进行独立控制实现动平台的六个自由度运动。除了能实现x、y、z轴的直线运动，也可以实现绕x、y、z轴的旋转运动，动平台倾斜角度可以达到60°，可以满足多角度钻孔加工需求；

(Ⅱ)本实用新型的可移动六自由度并联钻孔机器人承受负载高，并联稳定性较好，不会积累误差，极大提升系统精度。并且本实用新型的可移动六自由度并联钻孔机器人移动效率高，整体结构简单，操作简单易于携带，可以完成复杂钻孔加工，而且本发明模块化程度比较高，设备维护方便，适用于大规模多角度钻孔加工。

附图说明

图1是本实用新型整体结构轴侧示意图；

图2是本实用新型的支撑臂组件及驱动轮组件装配结构轴侧示意图；

图3是本实用新型驱动轮组件装配结构轴侧示意图；

图4是图3另一侧的轴侧示意图；

图5是动平台、六自由度伸缩杆组件、钻机整体结构轴侧示意图 (由底部侧位向上看)；

图6是图5另一位置的轴侧示意图(由顶部侧位向下看)。

图中各个标号的含义为：1-固定平台，2-六自由度钻台，3-支撑臂组件，4-移动轮组件；

21-六自由度伸缩杆组件，22-动平台，23-钻机；

211-六自由度伸缩杆，212-第一固定架，213-第二固定架，214- 第一万向节，215-第二万向节；

31-关节电机，32-支撑臂，33-固接件；

311-第一关节电机，312-第二关节电机，313-第三关节电机，321- 第一支撑臂，322-第二支撑臂；

41-驱动轮组件，42-转向组件，43-制动组件，44-驱动轮架；

411-驱动轮，412-驱动轮轴，413-驱动电机；

421-转向盘，422-转向电机，423-转向齿轮；

431-制动器架，432-活动夹，433-制动片，434-制动电机。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

遵从上述技术方案，以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明。

实施例：

本实施例给出一种可移动六自由度并联钻孔机器人，如图1至图 6所示，包括固定平台1和六自由度钻台2，还包括安装于固定平台 1的支撑臂组件3和移动轮组件4；

支撑臂组件3包括多组安装于固定平台1的关节电机31和支撑臂32，关节电机31设置多个，多个关节电机31之间通过支撑臂32 连接；

移动轮组件4包括驱动轮组件41、转向组件42、制动组件43和驱动轮架44，驱动轮架44安装在支撑臂组件3底部，驱动轮组件41 和转向组件42安装于驱动轮架44上，制动组件43安装在驱动轮组件41上。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例的关节电机31设置三个。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的支撑臂组件3包括安装于固定平台1上的第一关节电机311、第二关节电机312和第三关节电机313，第一关节电机311和第二关节电机312之间安装有第一支撑臂321，第二关节电机312和第三关节电机313之间安装有第二支撑臂322。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的第一关节电机311和固定平台1之间安装有固接件33，固接件33一端与第一关节电机311 电机轴固接，另一端与固定平台1固接。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的驱动轮组件41包括驱动轮411、驱动轮轴412和驱动电机413，驱动轮轴412穿过安装于驱动轮架44，驱动轮411套接于驱动轮轴412，驱动电机413与驱动轮轴412共轴安装。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的转向组件42包括安装于驱动轮架44上的转向盘421和转向电机422，转向电机422轴端安装有转向齿轮423，转向齿轮423与转向盘421啮合传动。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的制动组件43包括制动器架431、活动夹432、制动片433和制动电机434，制动电机434 为推杆电机，制动器架431安装于驱动轮架44上，活动夹432一端转动安装于制动器架431，另一端转动安装制动电机434出轴。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的六自由度钻台2包括六自由度伸缩杆组件21、动平台22和钻机23，所述的六自由度伸缩杆组件21安装于所述的固定平台1和动平台22之间，所述的钻机 23安装于所述的动平台22上；

六自由度伸缩杆组件21包括六自由度伸缩杆211，六自由度伸缩杆211为伺服电机驱动变量泵控制的液压伸缩杆。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的六自由度伸缩杆组件 21还包括安装于固定平台1第一固定架212和安装于动平台22上的第二固定架213，所述的第一固定架212上安装有第一万向节214，所述的第二固定架213上安装有第二万向节215，所述的六自由度伸缩杆211安装于所述的第一万向节214和第二万向节215之间。

作为本实施例的一种具体方案，本实施例的可移动六自由度并联钻孔机器人还包括电机控制器和变量泵控制器。

本实用新型的可移动六自由度并联钻孔机器人的使用通过以下步骤进行：

步骤一：对电机控制器和变量泵控制器进行钻孔控制编程，控制 311-第一关节电机，312-第二关节电机，313-第三关节电机、驱动电机413、转向电机422和制动电机434转动时间和转动速度，控制六自由度伸缩杆211各支路伸缩杆的伸缩量和伸缩时间，以控制工件的钻孔位置、角度和深度；

步骤二：定位本实用新型的可移动六自由度并联钻孔机器人的初始位置，启动程序，按钻孔控制编程程序对需要钻孔的工件进行钻孔，随时监控钻孔程序执行情况；

步骤三：定期检查钻头磨损情况并根据磨损情况或钻孔需要进行更换，并逐一检查可移动六自由度并联钻孔机器人钻机电机、311- 第一关节电机，312-第二关节电机，313-第三关节电机、驱动电机413、转向电机422和制动电机434、321-第一支撑臂，322-第二支撑臂、 421-转向盘、423-转向齿轮、433-制动片等动作零件的连接和磨损情况，根据精度要求，对精度影响较大的动作零件进行重新调校或者更换。

步骤四：定期进行控制器程序初始化，并进行全机重新调校、更换动作零件和保养，以保证本实用新型的工作寿命和加工精度。

Claims (10)

1.一种可移动六自由度并联钻孔机器人，包括固定平台(1)和六自由度钻台(2)，其特征在于，还包括安装于固定平台(1)的支撑臂组件(3)和移动轮组件(4)；

所述的支撑臂组件(3)包括多组安装于固定平台(1)的关节电机(31)和支撑臂(32)，所述的关节电机(31)设置多个，所述的多个关节电机(31)之间通过所述的支撑臂(32)连接；

所述的移动轮组件(4)包括驱动轮组件(41)、转向组件(42)、制动组件(43)和驱动轮架(44)，所述的驱动轮架(44)安装在所述的支撑臂组件(3)底部，所述的驱动轮组件(41)和转向组件(42)安装于所述的驱动轮架(44)上，所述的制动组件(43)安装在驱动轮组件(41)上。

2.如权利要求1所述的可移动六自由度并联钻孔机器人，其特征在于，所述的关节电机(31)设置三个。

3.如权利要求2所述的可移动六自由度并联钻孔机器人，其特征在于，所述的支撑臂组件(3)包括安装于所述的固定平台(1)上的第一关节电机(311)、第二关节电机(312)和第三关节电机(313)，所述的第一关节电机(311)和第二关节电机(312)之间安装有第一支撑臂(321)，所述的第二关节电机(312)和第三关节电机(313)之间安装有第二支撑臂(322)。

4.如权利要求3所述的可移动六自由度并联钻孔机器人，其特征在于，所述的第一关节电机(311)和固定平台(1)之间安装有固接件(33)，所述的固接件(33)一端与所述的第一关节电机(311)电机轴固接，另一端与所述的固定平台(1)固接。

5.如权利要求1所述的可移动六自由度并联钻孔机器人，其特征在于，所述的驱动轮组件(41)包括驱动轮(411)、驱动轮轴(412)和驱动电机(413)，所述的驱动轮轴(412)穿过安装于所述的驱动轮架(44)，所述的驱动轮(411)套接于所述的驱动轮轴(412)，所述的驱动电机(413)与所述的驱动轮轴(412)共轴安装。

6.如权利要求1所述的可移动六自由度并联钻孔机器人，其特征在于，所述的转向组件(42)包括安装于所述的驱动轮架(44)上的转向盘(421)和转向电机(422)，所述的转向电机(422)轴端安装有转向齿轮(423)，所述的转向齿轮(423)与所述的转向盘(421)啮合传动。

7.如权利要求1所述的可移动六自由度并联钻孔机器人，其特征在于，所述的制动组件(43)包括制动器架(431)、活动夹(432)、制动片(433)和制动电机(434)，所述的制动电机(434)为推杆电机，所述的制动器架(431)安装于所述的驱动轮架(44)上，所述的活动夹(432)一端转动安装于制动器架(431)，另一端转动安装所述的制动电机(434)出轴。

8.如权利要求1所述的可移动六自由度并联钻孔机器人，其特征在于，所述的六自由度钻台(2)包括六自由度伸缩杆组件(21)、动平台(22)和钻机(23)，所述的六自由度伸缩杆组件(21)安装于所述的固定平台(1)和动平台(22)之间，所述的钻机(23)安装于所述的动平台(22)上；

所述的六自由度伸缩杆组件(21)包括六自由度伸缩杆(211)，所述的六自由度伸缩杆(211)为伺服电机驱动变量泵控制的液压伸缩杆。

9.如权利要求8所述的可移动六自由度并联钻孔机器人，其特征在于，所述的六自由度伸缩杆组件(21)还包括安装于固定平台(1)第一固定架(212)和安装于动平台(22)上的第二固定架(213)，所述的第一固定架(212)上安装有第一万向节(214)，所述的第二固定架(213)上安装有第二万向节(215)，所述的六自由度伸缩杆(211)安装于所述的第一万向节(214)和第二万向节(215)之间。

10.如权利要求9所述的可移动六自由度并联钻孔机器人，其特征在于，该可移动六自由度并联钻孔机器人还包括电机控制器和变量泵控制器。