[发明专利]一种用于双机器人协同轨迹测量的串并联机构

说明书

本发明公开了一种用于双机器人协同轨迹测量的串并联机构，包括第一并联机构和第二并联机构；第一并联机构限制着法兰盘沿着X、Y和Z方向转动的自由度，具有沿着X、Y和Z方向移动的自由度；第二并联机构限制着法兰盘沿着X、Y和Z方向移动的自由度，具有沿着X、Y和Z方向转动的自由度；第一并联机构和第二并联机构连接在一起使整个机构具有X、Y和Z三个方向移动自由度和转动自由度。本发明能够在保证精度的前提下解决现有技术存在成本高、便携性差、对现场条件要求高的问题，精确反映双机器人系统的协同度，并完成对检测数据的实时反馈、模拟修正等功能。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，具体而言涉及一种用于双机器人协同轨迹测量的串并联机构。

背景技术

伴随着劳动力成本地不断上升，越来越多的工业机器人走进工厂，广泛应用于搬运、焊接、装配等领域，目前大多数都是基于单个机器人的应用，即使一条生产线上有很多机器人，各个机器人也大都在各自的工位上“各司其职”，相互之间没有太多的配合和联系，对双机器人或多机器人协调技术的应用还比较少。随着工业生产对机器人的要求不断提高，单机器人作业已难以满足加工弱刚性零件、搬运大尺寸重物、双向电磁铆接等复杂任务的需求，需要将系统扩展为双机器人乃至多机器人协调作业。其中双工业机器人协同性的检测，可为双机器人的路径规划和载荷分配提供重要的参数依据，同时对任务对象保护和降低任务风险等具有重大研究意义。

但是目前的方案中，多采用激光跟踪仪对机器人末端上的靶标球进行跟踪测量，成本较高，模型构建复杂且对操作人员的技术要求高，便携性差。还有采用视觉测量的方法，同样面临着上面的问题，并且在实际应用中，对环境要求高，抗干扰能力差。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种用于双机器人协同轨迹测量的串并联机构，能够在保证精度的前提下解决现有技术存在成本高、便携性差、对现场条件要求高的问题，精确反映双机器人系统的协同度，并完成对检测数据的实时反馈、模拟修正等功能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于双机器人协同轨迹测量的串并联机构，所述串并联机构包括第一并联机构(2)和第二并联机构(3)；第一并联机构(2)限制着法兰盘沿着X、Y和Z方向转动的自由度，具有沿着X、Y和Z方向移动的自由度；第二并联机构(3)限制着法兰盘沿着X、Y和Z方向移动的自由度，具有沿着X、Y和Z方向转动的自由度；第一并联机构(2)和第二并联机构(3)连接在一起使整个机构具有X、Y和Z三个方向移动自由度和转动自由度；

测量时，第二并联机构左法兰盘(15)与第一并联机构右法兰盘(16)相连接在一起，在获取第一并联机构(2)和第二并联机构(3)的运动学正解的基础上，通过矩阵的转换解出第二并联机构右法兰盘(14)与第一并联机构左法兰盘(20)的姿态差异，实时计算出与第一并联机构左法兰盘(20)连接的第一工业机器人(1)和与第二并联机构右法兰盘(14)连接的第二工业机器人(4)之间的姿态差异；

其中，Z方向是指第一并联机构(2)和第二并联机构(3)的轴中心线的延伸方向，X方向、Y方向均垂直于Z方向，且与第一并联机构左法兰盘(20)的平面平行。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述第一并联机构右法兰盘(16)上设有圆锥体突出部和半球体突出部，所述第二并联机构左法兰盘(15)上设有圆锥体凹槽和半球体凹槽，所述圆锥体突出部的位置与圆锥体凹槽位置对应，所述半球体突出部的位置与半球体凹槽的位置对应。

进一步地，所述第一并联机构右法兰盘(16)上设有多个圆柱形凹槽，每个圆柱形凹槽内安装有磁铁，通过磁性将第一并联机构右法兰盘(16)与第二并联机构左法兰盘(15)连接。

进一步地，所述第一并联机构(2)还包括四个第一运动支链、一个第二运动支链和三个第一长度计(18)；