新概念機(jī)器人及其關(guān)鍵技術(shù)

航空制造的特點(diǎn)決定了必須針對(duì)特定部件和工藝定制開(kāi)發(fā)制造機(jī)器人，當(dāng)前還有一些領(lǐng)域亟待新型機(jī)器人解決方案以提升效率和精度，如狹小空間裝配、極端尺寸裝配；同時(shí)，還存在一些不能完全由機(jī)器人替代人類完成的任務(wù)，需要人類和機(jī)器人在同一區(qū)域共同工作。新概念機(jī)器人分為兩類，即新構(gòu)型靈巧機(jī)器人和自主式協(xié)作機(jī)器人，兩者之間依具體任務(wù)也可能存在交叉。

新構(gòu)型靈巧機(jī)器人

面向航空制造的新構(gòu)型靈巧機(jī)器人主要包括柔性關(guān)節(jié)機(jī)器人和并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)器人，它們最大的特征在于不同于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)型，以獲得更大的運(yùn)動(dòng)自由度。

柔性關(guān)節(jié)也被稱為“蛇形臂”，一般可以驅(qū)動(dòng)30倍于直徑的臂長(zhǎng)，其挑戰(zhàn)在于如何輸送能量，以及在緊湊的結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)高動(dòng)力輸出。蛇形臂采用不銹鋼線纜連接機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)，將機(jī)器人基座內(nèi)多達(dá)50個(gè)無(wú)刷換向直流電機(jī)的機(jī)械動(dòng)力輸送進(jìn)蛇形臂，在產(chǎn)生足夠扭矩的同時(shí)讓每個(gè)關(guān)節(jié)可以獨(dú)立旋轉(zhuǎn)90度角。

并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)器人是一項(xiàng)專利技術(shù)，突破了以往機(jī)器人自由度只能以串聯(lián)方式得到的限制，也解決了以往并聯(lián)構(gòu)型無(wú)效自由度多、關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難、剛性要求高、無(wú)間隙以及成本高等挑戰(zhàn)。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)器人實(shí)際上構(gòu)成了一個(gè)金字塔形移動(dòng)的三腳架，通過(guò)3個(gè)并聯(lián)執(zhí)行器依次連接2個(gè)串聯(lián)執(zhí)行器和1個(gè)末端執(zhí)行器，以6個(gè)節(jié)點(diǎn)形成10個(gè)自由度，更好地實(shí)現(xiàn)了柔性與剛性的結(jié)合。