闭链式造船焊接机器人机构的设计与研究
随着工业机器人以及船舶修造行业的快速发展,陆续出现了一批船舶自动化焊接设备,主要包括基于水平导轨的单立柱式焊接机器人和基于桁架的龙门式焊接机器人。但其均为串联结构的关节型机器人机构,其驱动电机均安装在各关节上,会导致末端执行器运动惯量大、累积误差大、动力学性能不佳等问题,特别是在流体载荷、风载荷等激励的港口复杂环境下,依然满足不了船舶高强度、高精度焊接的要求。
针对上述问题,基于多自由度可控机构和并联机构相关研究成果,对闭链式造船焊接机器人机构展开探索。此类少自由度闭链执行机构的电机均安装在回转机架上,采用外转动副驱动,闭链连杆传动,在具有大空间、多轨迹柔性输出的同时也避免了传统机构的不足之处,能较好地适应造船焊接工作要求。
全文展开的研究工作如下:首先,基于传统焊接机器人的功能分析进行其执行机构的创新设计,结合传统再生运动链法和新型平面基础闭环子结构替换法进行机构构型综合,改变了传统单一的结构形式,丰富了面向造船焊接任务的工程机械构型;将变胞理念引入造船焊接领域,设计一种变拓扑结构式造船焊接机器人机构,通过分析得到其变胞原理和构态演化过程,根据三 ...