基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人

    技术2024-12-18  8


    本发明涉及机械加工,具体而言,涉及一种基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人。


    背景技术:

    1、大型弯板是运载火箭、航天器舱体等装备的核心零部件。为了减轻弯板质量,保证弯板强度,一般需要在大型弯板外表面加工出阵列网格特征,这些特征具有加工精度要求高、材料去除量大、形面复杂等特点。

    2、相关技术中的大型弯板加工方式,是通过龙门式多轴机床进行加工,加工周期长、加工灵活性差。


    技术实现思路

    1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,该基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人能够对大型弯板外侧弧面进行加工,具有加工效率高、加工灵活性好、加工可靠性强等优点。

    2、为实现上述目的,根据本发明的实施例提出一种基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,所述基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人包括:弯板固定工装,所述弯板固定工装适于装夹待加工弯板;全向移动平台;旋转定位装置,所述旋转定位装置包括转台和两个虚拟中心机构,所述转台可转动地设在所述全向移动平台上,所述转台的转动轴线沿竖直方向定向且在水平方向上位于所述转台外,两个所述虚拟中心机构对称设置,每个所述虚拟中心机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、推杆和推杆电机,所述第一连杆的一端可转动地设在所述全向移动平台上且另一端与所述第三连杆的一端可枢转地相连,所述第二连杆的一端可转动地设在所述全向移动平台上且另一端与所述第四连杆的一端可枢转地相连,所述第三连杆的另一端与所述转台可枢转地相连,所述第四连杆的另一端与所述转台可枢转地相连,所述第一连杆平行于所述第二连杆,所述第三连杆平行于第四连杆,所述第二连杆和所述第三连杆可枢转地相连,所述第二连杆和所述第三连杆的连接处位于所述第二连杆的两端之间且位于所述第三连杆的两端之间,所述推杆电机与所述推杆传动连接,所述推杆与所述第二连杆可枢转地相连且连接处位于所述第二连杆的两端之间,所述推杆电机可转动地设在所述全向移动平台上;径向动平台,所述径向动平台可滑动地设在所述转台上;竖向动平台,所述竖向动平台可上下滑动地设在所述径向动平台上;并联加工模块,所述并联加工模块设在所述竖向动平台上。

    3、根据本发明实施例的基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,能够对大型弯板外侧弧面进行加工,具有加工效率高、加工灵活性好、加工可靠性强等优点。

    4、另外,根据本发明上述实施例的基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人还可以具有如下附加的技术特征:

    5、根据本发明的一个实施例,所述全向移动平台上设有弧形导轨,所述转台可滑动地设在所述弧形导轨上,所述转台上设有沿长度方向定向的径向导轨,所述径向动平台可滑动地设在所述径向导轨上,所述径向动平台上设有第一竖向导轨,所述竖向动平台可滑动地设在所述第一竖向导轨上。

    6、根据本发明的一个实施例,所述转台上设有径向驱动电机,所述径向驱动电机传动连接有径向螺杆,所述径向螺杆与所述径向动平台螺纹配合。

    7、根据本发明的一个实施例,所述径向动平台上设有第一竖向电机,所述第一竖向电机传动连接有第一竖向螺杆,所述第一竖向螺杆与所述竖向动平台螺纹配合。

    8、根据本发明的一个实施例,所述第一竖向导轨可上下滑动地设有第二竖向导轨,所述竖向动平台可滑动地设在所述第二竖向导轨上。

    9、根据本发明的一个实施例,所述径向动平台上设有第一竖向电机,所述第一竖向电机传动连接有第一竖向螺杆,所述第一竖向螺杆与所述第二竖向导轨螺纹配合,所述第二竖向导轨上设有第二竖向电机,所述第二竖向电机传动连接有第二竖向螺杆,所述第二竖向螺杆与所述竖向动平台螺纹配合。

    10、根据本发明的一个实施例,所述并联加工模块包括机架、加工装置和多个支链,所述机架设在所述竖向动平台上,多个所述支链沿所述机架的周向间隔设置,所述支链为三个、五个或六个,每个所述支链包含中空电机和滚珠丝杠,所述中空电机与所述滚珠丝杠传动连接,所述中空电机通过第一铰链与所述机架相连,所述滚珠丝杠的一端通过第二铰链与所述加工装置相连。

    11、根据本发明的一个实施例,所述支链为三个,三个所述第一铰链均为单转动副铰链且三个所述第二铰链均为双转动副铰链,或三个所述第一铰链均为双转动副铰链且三个所述第二铰链均为单转动副铰链。

    12、根据本发明的一个实施例,所述支链为五个,五个所述第一铰链均为双转动副铰链,五个所述第二铰链中的四个所述第二铰链为双转动副铰链且其余一个所述第二铰链为单转动副铰链,五个所述第一铰链分布于同一平面内或五个所述第一铰链中的三个所述第一铰链分布于同一平面内且其余两个所述第一铰链分布于另一平行平面内,五个所述第二铰链中的三个所述第二铰链在所述加工装置的轴向上邻近所述加工装置的加工端且其余两个所述第二铰链在所述加工装置的轴向上邻近所述加工装置的非加工端。

    13、根据本发明的一个实施例,所述支链为六个,六个所述第一铰链和六个所述第二铰链均为双转动副铰链,六个所述第一铰链分布于同一平面内或六个所述第一铰链中的三个所述第一铰链分布于同一平面内且其余三个所述第一铰链分布于另一平行平面内,六个所述第二铰链中的三个所述第二铰链在所述加工装置的轴向上邻近所述加工装置的加工端且其余三个所述第二铰链在所述加工装置的轴向上邻近所述加工装置的非加工端。

    14、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



    技术特征:

    1.一种基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,其特征在于,所述全向移动平台上设有弧形导轨,所述转台可滑动地设在所述弧形导轨上,所述转台上设有沿长度方向定向的径向导轨,所述径向动平台可滑动地设在所述径向导轨上,所述径向动平台上设有第一竖向导轨,所述竖向动平台可滑动地设在所述第一竖向导轨上。

    3.根据权利要求2所述基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,其特征在于,所述转台上设有径向驱动电机,所述径向驱动电机传动连接有径向螺杆,所述径向螺杆与所述径向动平台螺纹配合。

    4.根据权利要求2所述基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,其特征在于,所述径向动平台上设有第一竖向电机,所述第一竖向电机传动连接有第一竖向螺杆,所述第一竖向螺杆与所述竖向动平台螺纹配合。

    5.根据权利要求2所述基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,其特征在于,所述第一竖向导轨可上下滑动地设有第二竖向导轨,所述竖向动平台可滑动地设在所述第二竖向导轨上。

    6.根据权利要求5所述基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,其特征在于,所述径向动平台上设有第一竖向电机,所述第一竖向电机传动连接有第一竖向螺杆,所述第一竖向螺杆与所述第二竖向导轨螺纹配合,所述第二竖向导轨上设有第二竖向电机,所述第二竖向电机传动连接有第二竖向螺杆,所述第二竖向螺杆与所述竖向动平台螺纹配合。

    7.根据权利要求1所述基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,其特征在于,所述并联加工模块包括机架、加工装置和多个支链,所述机架设在所述竖向动平台上,多个所述支链沿所述机架的周向间隔设置,所述支链为三个、五个或六个,每个所述支链包含中空电机和滚珠丝杠,所述中空电机与所述滚珠丝杠传动连接,所述中空电机通过第一铰链与所述机架相连,所述滚珠丝杠的一端通过第二铰链与所述加工装置相连。

    8.根据权利要求7所述基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,其特征在于,所述支链为三个,三个所述第一铰链均为单转动副铰链且三个所述第二铰链均为双转动副铰链,或三个所述第一铰链均为双转动副铰链且三个所述第二铰链均为单转动副铰链。

    9.根据权利要求7所述基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,其特征在于,所述支链为五个,五个所述第一铰链均为双转动副铰链,五个所述第二铰链中的四个所述第二铰链为双转动副铰链且其余一个所述第二铰链为单转动副铰链,五个所述第一铰链分布于同一平面内或五个所述第一铰链中的三个所述第一铰链分布于同一平面内且其余两个所述第一铰链分布于另一平行平面内,五个所述第二铰链中的三个所述第二铰链在所述加工装置的轴向上邻近所述加工装置的加工端且其余两个所述第二铰链在所述加工装置的轴向上邻近所述加工装置的非加工端。

    10.根据权利要求7所述基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,其特征在于,所述支链为六个,六个所述第一铰链和六个所述第二铰链均为双转动副铰链,六个所述第一铰链分布于同一平面内或六个所述第一铰链中的三个所述第一铰链分布于同一平面内且其余三个所述第一铰链分布于另一平行平面内,六个所述第二铰链中的三个所述第二铰链在所述加工装置的轴向上邻近所述加工装置的加工端且其余三个所述第二铰链在所述加工装置的轴向上邻近所述加工装置的非加工端。


    技术总结
    本发明公开了一种基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人,包括:弯板固定工装;全向移动平台;旋转定位装置,旋转定位装置包括转台和两个虚拟中心机构,转台,转台的转动轴线在水平方向上位于转台外,每个虚拟中心机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、推杆和推杆电机,第一连杆平行于第二连杆,第三连杆平行于第四连杆;径向动平台;竖向动平台;并联加工模块。根据本发明实施例的基于虚拟中心机构的大型弯板移动式加工机器人能够对大型弯板外侧弧面进行加工,具有加工效率高、加工灵活性好、加工可靠性强等优点。

    技术研发人员:解增辉,谢福贵,张嘉骏,乐毅,刘辛军
    受保护的技术使用者:清华大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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