本技术公开了一种用于喷涂作业的少自由度索杆混合机器人,包括底板,底板上设有平台基座、柔索驱动机构,平台基座上设有执行器模块,执行器模块包括至少一组少自由度并联机构,柔索驱动机构向执行器模块输出有多组柔索。本发明整体采用索杆并联形式增大本发明的工作空间和负载能力,使其能够适应多种不规则工件,绕线装置可以避免绳索自身的干涉及绳索与工件之间的干涉。本发明既保留了并联平台高刚度,高精度的特点,又保留了绳索驱动大负载比,大工作空间及结构简单的特点,能够增大负载比使所述上平台运动更加灵活,使其能够越过狭小的缝隙间隔,在狭小的空间能够得到充分的利用,从而实现对末端执行器的准确控制,有效地对伸缩张力进行控制。
背景技术
机器人作为人工智能技术发展的一个重要代表,在工业和生活中都扮演了重要的角色。其中刚性并联机器人由于具有无累积误差,动态响应好,以及承载能力大等优势,近来一直受到重视。但其结构本身过于复杂,不同分支支链之间容易发生干涉,限制了机构的运动范围,且空间运动能力较差,更容易出现奇异位形,最终导致机构自由度和受力突变,使机构运动异常甚至发生损坏。且刚性杆自身具有很大的质量,使机构末端在运动过程中的最大速度无法满足高速运动的要求,同时刚性机器人也存在着与操作人员交互、工作环境的安全性问题。
随着机器人的发展,软体机器人可以实现复杂的变形动作与避障动作,通过自身变形适应环境。在安防或军事侦察的领域中,需要一种体积小、隐秘性强的机器人执行监测任务;在高空作业领域中,需要一种质量轻、运动灵活性强,安全性高的机器人协助或代替人类;在救援搜索中,在面对多种不确定性的环境时,需要一种小型且灵活的机器人在废墟中进行生命搜救。例如申请号为CN202211022783.4的中国发明专利:一种可以实现刚度与转向解耦的仿植物生长软体机械臂。该机械臂能够实现仿植物软生长机械臂的实时主动转向,还可以实现刚度与转向解耦,提升末端负载能力。例如申请号为CN202110676165.0的中国发明专利:一种气动驱动仿蛇形软体机器人。该仿蛇形的软体机器人结构简单,制作方便,可以实现左右偏航和上下俯仰两个自由度的空间弯曲运动。但是由于软体机器人材料和结构特性,因此它们在执行精确任务时的稳定性和重复性较低,同时大大降低了自身的刚度。
所以本发明提出了一种绳索和刚性杆混合驱动的并联机构,可以利用重力、浮力或弹力来维持所有绳索张力。一般重力和浮力是自然产生的,而弹性力通常由被动肢体提供,大多数被动肢是通过在动平台和基座平台之间的放置伸缩杆和弹簧来提供机器人中的绳索张力。索杆混合结构既能克服纯刚性杆机构质量大、惯量高和杆的干涉问题,又能改善纯柔性绳索机构的刚度问题。同时采用少自由度的构型,简化其运动学、动力学模型,降低控制难度,减少不同支链之间耦合的情况,可以满足大多数工业操作的同时降低机构复杂度和生产成本。
实现思路