[发明专利]一种大范围定位及姿态灵活调整的移动式加工机器人

说明书

本发明公开了一种大范围定位及姿态灵活调整的移动式加工机器人，包括：移动车、轨道、五自由度末端姿态调整装置和二自由度可折展机构，二自由度可折展机构中一级平行四边形结构安装在底座上，两个平行四边形结构通过中间三角板耦合链接，五自由度末端姿态调整装置连接在二自由度可折展机构末端。轨道设在移动车上，二自由度可折展机构配合在轨道上可实现移动。本发明的加工机器人，将耦合的两平行四边形结构装于轨道上，轨道安装于移动车上，可实现五自由度末端姿态调整装置的空间大范围移动并定位，应对大型结构件对加工装备的大工作空间需求，易实现大范围定位及局部灵活姿态调整等功能，可完成大型结构件复杂自由曲面的数控加工。

技术领域

本发明属于机械设计与制造领域，特别涉及能够应用于数控加工领域的一种大范围定位及姿态灵活调整的移动式加工机器人。

背景技术

在机械设计与制造领域，随着工业水平的发展，机械零部件的服役要求和设计水平不断提高，其加工制造工艺也变得更加严苛和复杂，对现代加工装备提出新的挑战。伴随国家重大项目和工程的实施，大型复杂结构件及大型设备已被广泛应用于各关键领域，如航空航天、船舶舰艇、电力设施等，针对此类结构件对超大工作空间的需求，“大”机床加工“小”工件的传统思维模式显然不再适用。

针对以上应用需求，设计一款轨道式大跨度可折展多轴联动加工装置，成为满足所述需求的一种有效途径。在大型结构件移动加工方面，德国KUKA Moiros采用OmniMove移动平台，搭载KMR QUANTEC机械臂构成移动加工机器人系统，展示了其在大型结构件加工领域的应用前景。然而，其机械臂采用串联形式实现，存在误差积累、运动部件惯量大等问题。与串联机构不同，并联机构是由两个或多个运动学支链构成的闭环并能够控制终端实现一定输出运动的机构，具有结构紧凑、运动部件质量小、刚度高、动态响应特性好、单位重量上承载能力大、易于实现高速运动等优点，因此成为加工装备创新设计的理想选择。

发明内容

本发明的目的是为大型零部件加工提供更好的原理构型及解决方案，提出一种大范围定位及姿态灵活调整的移动式加工机器人，本发明提出的新型移动式加工机器人，利用耦合的两个平行四边形结构以及轨道、移动车，可在大范围内移动并定位五自由度末端姿态调整装置，应对大型结构件对加工装备的大工作空间需求，易实现大范围定位及局部灵活姿态调整等功能。