專利名稱：高速三自由度并聯(lián)機器人臂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機器人機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種高速三自由度并聯(lián)機器人臂。
為提高機器人的作業(yè)效率，世界各國都在研究高速運動的機器人，機器人臂機構(gòu)的剛度是機器人實現(xiàn)高速的關(guān)鍵。因而，高剛度機器人臂已成為當(dāng)今機器人重點研究解決的問題之一。由于剛度好，并聯(lián)機構(gòu)作為機器人臂已經(jīng)得到應(yīng)用，但不同種類的并聯(lián)機構(gòu)其剛度不同。如圖1所示，是一種現(xiàn)有技術(shù)中三自由度并聯(lián)機構(gòu)，并已作為機器人臂得到作用。它有三個分支3，每個分支3具有五個自由度，其上依次安裝轉(zhuǎn)動副4，移動副6，球副5。移動副6為驅(qū)動部分。當(dāng)三個移動副6運動時，固定下平臺2，可使上平臺1有三個自由度的運動輸出。由于移動副6在此并聯(lián)機構(gòu)運動時，除移動外，還必須同時擺動，因而，影響整體剛度，不適合作高速運動。
為解決上述不足，本實用新型的目的是提供一種適用于高速運動的高剛度的三自由度并聯(lián)機器人臂。
本實用新型的技術(shù)方案是由上平臺、下平臺、三個分支組成，三個分支并聯(lián)安裝在上、下平臺之間，其中每個分支具有3個桿件A、B、C，從上至下依次安裝，具體為桿件A通過轉(zhuǎn)動副與上平臺連接，其特征在于所述球副位于桿件A和桿件B之間，桿件B通過移動副與桿件C相連，所述桿件C固定于下平臺上；所述桿件A、B、C采用薄壁箱體結(jié)構(gòu)。
本實用新型具有如下優(yōu)點1.高剛度。本實用新型將移動副與下平臺固連在一起，因而在上平臺運動時，移動副不需再同時擺動，提高了并聯(lián)臂機構(gòu)的整體剛度，具有良好的抗扭能力，三個分支的移動副之間不是各自的負載，降低了驅(qū)動總功率。
2.自身重量輕。本實用新型三個分支的轉(zhuǎn)動副與球副之間，球副與移動副之間及移動副與下平臺之間的桿件A、B、C都采用了薄壁箱體結(jié)構(gòu)的桿件相連，因而在提高整體剛度和抗扭能力的同時，極大地減輕了自身重量。
3.運行可靠。本實用新型由于采用上述球副和移動副的安裝結(jié)構(gòu)及薄壁箱體的使用，因而能夠滿足高速運動的作業(yè)要求。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中三自由度并聯(lián)機構(gòu)原理圖。
圖2為本實用新型原理圖。
圖3為本實用新型主視圖。
圖4為本實用新型左視圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型結(jié)構(gòu)及原理作進一步詳細說明。
如圖2、3、4所示，本實用新型由上平臺1、下平臺2、三個分支3組成，三個分支3并聯(lián)安裝在上、下平臺1、2之間，其中每個分支3具有3個桿件A31、B32、C33，從上至下依次安裝，具體為桿件A31通過轉(zhuǎn)動副4與上平臺1連接，所述球副5位于桿件A31和桿件B32之間，桿件B32通過移動副6與桿件C33相連，所述桿件C33固定于下平臺2；所述桿件A31、B32、C33采用薄壁箱體結(jié)構(gòu)；本實用新型在863研究課題實驗中，所述三個分支3中的移動副6選用液壓油缸作為驅(qū)動元件，用閉環(huán)控制系統(tǒng)進行伺服控制其上平臺1的三個運動，上平臺1在負載120kg時，最高運動速度可達到2m/s。
本實用新型的運動原理如下本實用新型所述上平臺1為運動輸出端，下平臺2為基座，上、下平臺1、2之間的每個分支3有五個自由度，轉(zhuǎn)動副4具有一個自由度，球副5具有三個自由度，移動副6具有一個自由度。通過控制裝置使并聯(lián)機構(gòu)1三個分支中的移動副6作伸縮直線移動，則上平臺1相對下平臺2便可作三維運動，即X、Y、Z坐標的位置運動。
本實用新型也可選用電機—絲杠作為移動副6的驅(qū)動元件。
權(quán)利要求1.一種高速三自由度并聯(lián)機器人臂，由上平臺(1)、下平臺(2)、三個分支(3)組成，三個分支(3)并聯(lián)安裝在上、下平臺(1、2)之間，其中每個分支(3)具有3個桿件A、B、C(31、32、33)，從上至下依次安裝，具體為桿件A(31)通過轉(zhuǎn)動副(4)與上平臺(1)連接，其特征在于所述球副(5)位于桿件A(31)和桿件B(32)之間，桿件B(32)通過移動副(6)與桿件C(33)相連，所述桿件C(33)固定于下平臺(2)上。
2.按照權(quán)利要求1所述高速三自由度并聯(lián)機器人臂，其特征在于所述桿件A、B、C(31、32、33)采用薄壁箱體結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型屬于機器人機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域,具體地說是一種高速三自由度并聯(lián)機器人臂。由上平臺、下平臺、分支組成,三個分支并聯(lián)安裝在三角形上、下平臺之間,所述三個分支上的球副位于桿件A和桿件B之間,桿件B通過移動副與桿件C相連,所述桿件C固定于下平臺上。它適用于高速運動,具有輕型、高剛度特點。
文檔編號B25J18/00GK2407899SQ0021098
公開日2000年11月29日 申請日期2000年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月3日
發(fā)明者李小凡, 王 忠, 原培章 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所