[发明专利]一种曲面移动吸附加工机器人及其吸附工作方法

说明书

本发明公开了一种曲面移动吸附加工机器人及其吸附工作方法，属于工业机器人技术领域，机器人包括全向移动模块、位置调整模块、柔顺吸附模块、底盘机架和加工执行器。柔顺吸附模块包括三个柔顺吸附腔，通过位置调整模块连接在底盘机架上，可调节柔顺吸附腔与被吸附表面的位置，为机器人提供吸附能力；全向移动模块与加工执行器固连在底盘机架上，为机器人提供全向移动能力和加工能力。本发明能吸附于大型复杂构件的自由曲面表面，实现了机器人的主动吸附、自主运动和加工作业功能，体积较小，负载较大，适用曲面范围广泛，结构简单，易于制造。

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，更具体地，涉及一种曲面移动吸附加工机器人及其吸附工作方法。

背景技术

大型复杂构件由于尺寸超大，而且其型面通常具有不规则的曲率分布，进行自动化加工时存在一定的困难。机器人具有运动灵活度高、工作空间大、环境适应性和并行协调能力强等优势，将其用于大型复杂结构件的加工逐渐成为了一个新的研究热点。现有针对大型复杂构件的机器人加工方案往往是将工业机器人集成到一定的移动平台上，如导轨或AGV车。此方案虽然大大拓展了机器人的工作空间，使得机器人加工大型复杂构件成为可能，但是受限于机器人本身的尺寸和结构，对于大型复杂构件的某些极端位置依然存在机器人位姿受限或不可达的情况。

因此，本领域亟需一种针对大型复杂构件的局部补充加工机器人，以便更好地解决大型复杂构件的加工问题，进一步提高本领域的加工制造水平。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种曲面移动吸附加工机器人及其吸附工作方法，其目的在于，通过柔顺吸附模块和位置调整模块实现加工机器人对自由曲面变化的被动顺应和主动顺应，使机器人稳定可靠吸附在工件表面上，由此解决现有机器人需要集成到移动平台，加工大型复杂构件时，机器人位姿受限或加工位置不可达的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种曲面移动吸附加工机器人，其特征在于，包括全向移动模块、位置调整模块、柔顺吸附模块、底盘机架和加工执行器，其中，

所述全向移动模块包括三个周向均布的轮组，每个轮组固定连接在所述底盘机架上；

所述柔顺吸附模块包括三个柔顺吸附腔，所述三个柔顺吸附腔分别布置在三个所述轮组的两两之间；

所述位置调整模块与每个柔顺吸附腔的上表面连接，并与所述底盘机架固连；所述位置调整模块用于调整柔顺吸附腔与被吸附面的距离，实现柔顺吸附腔对自由曲面变化的主动顺应；

所述加工执行器从上到下穿过机器人的中心，固连在所述底盘机架上。

优选地，所述柔顺吸附腔自上至下依次包括离心风机、柔性通风管道、吸附腔上板和吸附腔侧壁，其中，

所述离心风机固连在所述底盘机架上；

所述柔性通风管道能够上下伸缩，其上端与所述离心风机的出气端周向密封连接且连接处内部连通；其下端固连在所述吸附腔上板的上面，且连接处的圆周密封，连接处的圆周内部的吸附腔上板上设有通孔；

所述吸附腔侧壁为密封连接于所述吸附腔上板下面周边的折叠结构，该折叠结构具备法向柔顺变形能力和切向抗压能力，能够承受较大负压，实现所述柔顺吸附模块对曲面变化的被动顺应。

优选地，所述吸附腔侧壁是由尼龙布和多层PVC板组成的折叠结构，所述多层柔性PVC板均粘接在所述尼龙布内部；最下层柔性PVC板及其周围的尼龙布在所述吸附腔侧壁吸附在被吸附表面上发生文丘里效应时形成密封的空腔。

优选地，所述柔顺吸附腔还包括风机固定板，所述离心风机通过所述风机固定板固连在所述底盘机架上。

优选地，所述柔顺吸附腔还包括真空传感器，所述真空传感器用于检测所述柔顺吸附腔内部的真空度。