專利名稱：可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的制作方法
1、一種可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于具有三個(gè)兩兩正交安裝面和連接孔的底座模塊通過驅(qū)動(dòng)模塊和支鏈模塊連接著動(dòng)平臺(tái)模塊。
2、按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于支鏈模塊的結(jié)構(gòu)是將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，即兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿和四個(gè)柔性球鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(9)和(14)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(10)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(7)、(12)分別與兩個(gè)柔性球鉸(6)和(8)、(11)和(13)相連，下面兩個(gè)柔性球鉸(8)和(13)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副(9)和(14)上，上面兩個(gè)柔性球鉸(6)和(11)分別固接在一個(gè)方桿(5)上。
3、按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于支鏈模塊的結(jié)構(gòu)是將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，即兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿、兩個(gè)柔性球鉸和兩個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(19)、(24)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(20)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(17)、(22)分別與一個(gè)柔性虎克鉸(18)和(23)和一個(gè)柔性球鉸(16)、(21)相連，下面兩個(gè)柔性虎克鉸(18)和(23)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副上，上面兩個(gè)柔性球鉸(16)和(21)分別固接在一個(gè)方桿(15)上。
4、按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于支鏈模塊的結(jié)構(gòu)是將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，即兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿和四個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(29)和(34)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(30)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(27)、(32)分別與兩個(gè)柔性虎克鉸(26)和(28)、(31)和(33)相連，下面兩個(gè)柔性虎克鉸(28)和(33)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副(29)和(34)上，上面兩個(gè)柔性虎克鉸(26)和(31)分別固接在一個(gè)方桿(25)上。
5、按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于支鏈模塊為單運(yùn)動(dòng)支鏈，即一個(gè)柔性移動(dòng)副、一個(gè)連桿和兩個(gè)柔性球鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是移動(dòng)副(39)固接在有連接孔的一個(gè)底盤(40)上，連桿(37)
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)是，具有三個(gè)兩兩正交安裝面和連接孔的底座模塊通過驅(qū)動(dòng)模塊和支鏈模塊連接著動(dòng)平臺(tái)模塊。
2-PSS支鏈模塊的結(jié)構(gòu)是將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，即兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿和四個(gè)柔性球鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(9)和(14)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(10)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(7)、(12)分別與兩個(gè)柔性球鉸(6)和(8)、(11)和(13)相連，下面兩個(gè)柔性球鉸(8)和(13)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副(9)和(14)上，上面兩個(gè)柔性球鉸(6)和(11)分別固接在一個(gè)方桿(5)上。
2-PUS支鏈模塊的結(jié)構(gòu)是將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，即兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿、和兩個(gè)柔性球鉸和兩個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(19)、(24)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(20)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(17)、(22)分別與一個(gè)柔性虎克鉸(18)和(23)和一個(gè)柔性球鉸(16)、(21)相連，下面兩個(gè)柔性虎克鉸(18)和(23)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副上，上面兩個(gè)柔性球鉸(16)和(21)分別固接在一個(gè)方桿(15)上。
2-PUU支鏈模塊的結(jié)構(gòu)是將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，即兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿和四個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(29)和(34)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(30)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(27)、(32)分別與兩個(gè)柔性虎克鉸(26)和(28)、(31)和(33)相連，下面兩個(gè)柔性虎克鉸(28)和(33)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副(29)和(34)上，上面兩個(gè)柔性虎克鉸(26)和(31)分別固接在一個(gè)方桿(25)上。
1-PSS支鏈模塊為單運(yùn)動(dòng)支鏈，即一個(gè)柔性移動(dòng)副、一個(gè)連桿和兩個(gè)柔性球鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是移動(dòng)副(39)固接在有連接孔的一個(gè)底盤(40)上，連桿(37)與兩個(gè)柔性球鉸(36)和(38)相連，下面的柔性球鉸(38)固接在柔性移動(dòng)副(39)上，上面的柔性球鉸(36)固接在一個(gè)方桿(35)上。
1-PUS支鏈模塊為單運(yùn)動(dòng)支鏈，即一個(gè)柔性移動(dòng)副、一個(gè)連桿、一個(gè)柔性球鉸和一個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是柔性移動(dòng)副(45)固接在有連接孔的一個(gè)底盤(46)上，連桿(43)分別與一個(gè)柔性虎克鉸(44)和一個(gè)柔性球鉸(42)相連，下面的柔性虎克鉸(44)固接在柔性移動(dòng)副(45)上，上面的柔性球鉸(42)固接在一個(gè)方桿(41)上。
1-PUU支鏈模塊為單運(yùn)動(dòng)支聯(lián)，即一個(gè)柔性移動(dòng)副、一個(gè)連桿和兩個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是柔性移動(dòng)副(51)固接在有連接孔的一個(gè)底盤(52)上，連桿(49)與兩個(gè)柔性虎克鉸(50)和(48)相連，下面的柔性虎克鉸(50)固接在柔性移動(dòng)副(51)上，上面的柔性虎克鉸(48)固接在一個(gè)方桿(47)上。
動(dòng)平臺(tái)模塊即運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)，其結(jié)構(gòu)是模塊(55)的三個(gè)兩兩正交的面上開有槽(53)、(54)、(56)、(57)、(58)、(59)。
驅(qū)動(dòng)模塊(60)是壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，它固定在每個(gè)支鏈模塊的移動(dòng)副柔性部位與底盤之間。
這樣，由底座模塊、適當(dāng)?shù)闹?lián)模塊、動(dòng)平臺(tái)模塊和驅(qū)動(dòng)模塊(壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器)組成了特定的3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦的并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人。
本文模塊的代表符號(hào)中，阿拉伯?dāng)?shù)字代表運(yùn)動(dòng)支鏈數(shù)，P代表一自由度的柔性移動(dòng)副，U代表二自由度的柔性虎克鉸，S代表三自由度的柔性球鉸。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人能夠重組模塊改變自己的形狀，來適應(yīng)不同的任務(wù)和不同的工作環(huán)境。因此它具有多樣性和多功能性，同時(shí)按本發(fā)明的描述，可以解決微動(dòng)機(jī)器人整體設(shè)計(jì)工藝性較差和完全裝配設(shè)計(jì)存在較大裝配誤差的不足。該模塊化微動(dòng)機(jī)器人的提出在制造領(lǐng)域中具有重要意義，在精細(xì)操作與加工、微制造、微動(dòng)工作臺(tái)、集成電路制造、生物和遺傳工程、顯微外科等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和價(jià)值。
本發(fā)明附圖的圖面說明如下

圖1是底座模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是2-PSS支鏈模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是2-PUS支鏈模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是2-PUU支鏈模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是1-PSS支鏈模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是1-PUS支鏈模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是1-PUU支鏈模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是動(dòng)平臺(tái)模塊結(jié)構(gòu)示意圖9是驅(qū)動(dòng)模塊示意圖；圖10是6-PSS模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是4-PSS&1-PUU模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12是3-PUU&1-PSS模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13是3-PUU模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是6-PUS模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如下實(shí)施例1各種模塊的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示，底座模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，它具有三個(gè)兩兩正交的安裝面(2)、(3)、(4)，在每一個(gè)安裝面上有與支鏈模塊相連接的連接孔。
2-PSS支鏈模塊的結(jié)構(gòu)如圖2所示，將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，包括兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿和四個(gè)柔性球鉸一體化設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(9)和(14)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(10)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(7)、(12)分別與兩個(gè)柔性球鉸(6)和(8)、(11)和(13)相連，下面兩個(gè)柔性球鉸(8)和(13)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副(9)和(14)上，上面兩個(gè)柔性球鉸(6)和(11)分別固接在一個(gè)方桿(5)上。
2-PUS支鏈模塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示，將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，包括兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿、兩個(gè)柔性球鉸和兩個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(19)、(24)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(20)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(17)、(22)分別與一個(gè)柔性虎克鉸(18)和(23)和一個(gè)柔性球鉸(16)和(21)相連，下面兩個(gè)柔性虎克鉸(18)和(23)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副(19)和(24)上，上面兩個(gè)柔性球鉸(16)和(21)分別固接在一個(gè)方桿(15)上。
2-PUU支鏈模塊的結(jié)構(gòu)如圖4所示，將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，包括兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿和四個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(29)和(34)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(30)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(27)、(32)分別與兩個(gè)柔性虎克鉸(26)和(28)、(31)和(33)相連，下面兩個(gè)柔性虎克鉸(28)和(33)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副(29)和(34)上，上面兩個(gè)柔性虎克鉸(26)和(31)分別固接在一個(gè)方桿(25)上。
1-PSS支鏈模塊如圖5所示，它將單運(yùn)動(dòng)支鏈，包括一個(gè)柔性移動(dòng)副、一個(gè)連桿和兩個(gè)柔性球鉸一體化設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)是移動(dòng)副(39)固接在有連接孔的一個(gè)底盤(40)上，連桿(37)與兩個(gè)柔性球鉸(36)和(38)相連，下面的柔性球鉸(38)固接在柔性移動(dòng)副(39)上，上面的柔性球鉸(36)固接在一個(gè)方桿(35)上。
1-PUS支鏈模塊如圖6所示，它將單運(yùn)動(dòng)支鏈，包括一個(gè)柔性移動(dòng)副、一個(gè)連桿、一個(gè)柔性球鉸和一個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)是柔性移動(dòng)副(45)固接在有連接孔的一個(gè)底盤(46)上，連桿(43)分別與一個(gè)柔性虎克鉸(44)和一個(gè)柔性球鉸(42)相連，下面的柔性虎克鉸(44)固接在柔性移動(dòng)副(46)上，上面的柔性球鉸(42)固接在一個(gè)方桿(41)上。
1-PUU支鏈模塊如圖7所示，它將單運(yùn)動(dòng)支鏈，包括一個(gè)柔性移動(dòng)副、一個(gè)連桿和兩個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)是柔性移動(dòng)副(51)固接在有連接孔的一個(gè)底盤(52)上，連桿(49)與兩個(gè)柔性虎克鉸(50)和(48)相連，下面的柔性虎克鉸(50)固接在柔性移動(dòng)副(51)上，上面的柔性虎克鉸(48)固接在一個(gè)方桿(47)上。
動(dòng)平臺(tái)模塊即運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)如圖8所示，其結(jié)構(gòu)是模塊(55)的三個(gè)兩兩正交的面上開有槽(53)、(54)、(56)、(57)、(58)、(59)。
實(shí)施例26-PSS模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)如圖10所示，三個(gè)2-PSS模塊(64)、(70)和(73)的底盤分別通過標(biāo)準(zhǔn)件(62)、(68)和(71)安裝在底座模塊(66)的三個(gè)兩兩正交的結(jié)合面上，并使三個(gè)2-PSS模塊(64)、(70)和(73)的方桿方向兩兩正交，此時(shí)三個(gè)2-PSS模塊連桿軸線為正交布置。三個(gè)2-PSS模塊(64)、(70)和(73)的方桿與動(dòng)平臺(tái)模塊(65)的方槽配合，并通過標(biāo)準(zhǔn)件固定連接。6個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，即壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(61)、(63)、(67)、(69)、(72)、(74)分別固接在每個(gè)支鏈模塊的移動(dòng)副柔性部位與底盤之間。
動(dòng)平臺(tái)模塊通過6個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)相連的柔性移動(dòng)副實(shí)現(xiàn)沿X、Y、Z三軸移動(dòng)和繞X、Y、Z三軸轉(zhuǎn)動(dòng)的6自由度解耦運(yùn)動(dòng)。
實(shí)施例34-PSS&1-PUU模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)如圖11所示，兩個(gè)2-PSS模塊(83)、(86)和一個(gè)1-PUU模塊(75)的底盤分別通過標(biāo)準(zhǔn)件(82)、(84)和(77)安裝在底座模塊(79)的三個(gè)兩兩正交的安裝面上，并使兩個(gè)2-PSS模塊的方桿方向均沿X向，1-PUU模塊方桿方向沿Z向。此時(shí)三個(gè)支鏈模塊(75)、(83)和(86)的連桿軸線為正交布置。三個(gè)支鏈模塊的方桿與動(dòng)平臺(tái)模塊(78)的方槽配合，并通過標(biāo)準(zhǔn)件固定連接。5個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，即壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(80)、(81)、(85)、(87)、(76)分別固接在每個(gè)支鏈模塊的移動(dòng)副柔性部位與底盤之間。
動(dòng)平臺(tái)模塊(78)通過5個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)相連的柔性移動(dòng)副實(shí)現(xiàn)沿X、Y、Z三軸移動(dòng)和繞Y、Z二軸轉(zhuǎn)動(dòng)的5自由度解耦運(yùn)動(dòng)。
將上述模塊化機(jī)器人的兩個(gè)2-PSS模塊替換為兩個(gè)2-PUS模塊，所得4-PUS&1-PUU模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人與其有相同的運(yùn)動(dòng)特性。
實(shí)施例43-PUU&1-PSS模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)如圖12所示，一個(gè)2-PUU模塊(96)、一個(gè)1-PUU模塊(97)和一個(gè)1-PSS模塊(88)的底盤分別通過標(biāo)準(zhǔn)件(94)、(98)和(90)安裝在底座模塊(92)的三個(gè)兩兩正交的安裝面上，并使2-PUU模塊的方桿沿Y向，1-PUU模塊和1-PSS模塊方桿均沿Z向。此時(shí)三個(gè)支鏈模塊連桿軸線為正交布置。三個(gè)支鏈模塊的方桿與動(dòng)平臺(tái)模塊(91)的方槽配合，并通過標(biāo)準(zhǔn)件固定連接。4個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，即壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(93)、(95)、(99)、(89)分別固接在每個(gè)支鏈模塊的移動(dòng)副柔性部位與底盤之間。
動(dòng)平臺(tái)模塊(91)通過4個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)相連的柔性移動(dòng)副實(shí)現(xiàn)沿X、Y、Z三軸移動(dòng)和繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的4自由度解耦運(yùn)動(dòng)。
將上述模塊化機(jī)器人的一1-PSS模塊替換為1-PUS模塊，所得3-PUU&1-PUS模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人與其有相同的運(yùn)動(dòng)特性。
實(shí)施例53-PUU模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)如圖13所示，三個(gè)3-PUU模塊(100)、(107)、(108)的底盤分別通過標(biāo)準(zhǔn)件(102)、(106)、(109)安裝在底座模塊(104)的三個(gè)兩兩正交的安裝面上，并使支鏈模塊(107)的方桿沿Y向，支鏈模塊(100)和(108)方桿均沿Z向。此時(shí)三個(gè)支鏈模塊連桿軸線為正交布置。三個(gè)支鏈模塊的方桿與動(dòng)平臺(tái)模塊(103)的方槽配合，并通過標(biāo)準(zhǔn)件固定連接。3個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，即壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(101)、(105)、(110)分別固接于每個(gè)支鏈模塊的移動(dòng)副柔性部位與底盤之間。
動(dòng)平臺(tái)模塊(103)通過3個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)相連的柔性移動(dòng)副實(shí)現(xiàn)沿X、Y、Z三軸移動(dòng)的3自由度解耦運(yùn)動(dòng)。
實(shí)施例66-PUS模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)如圖14所示，它是將實(shí)施例2中的6-PSS模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人中的三個(gè)2-PSS模塊替換為2-PUS模塊，所構(gòu)成的6-PUS模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人與6-PSS模塊化結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人有相同的運(yùn)動(dòng)特性。其結(jié)構(gòu)是三個(gè)2-PUS模塊(114)、(120)和(123)的底盤分別通過標(biāo)準(zhǔn)件(112)、(118)和(121)安裝在底座模塊(116)的三個(gè)兩兩正交的結(jié)合面上，并使三個(gè)2-PUS模塊(114)、(120)和(123)的方桿方向兩兩正交，此時(shí)三個(gè)2-PUS模塊連桿軸線為正交布置。三個(gè)2-PUS模塊(114)、(120)和(123)的方桿與動(dòng)平臺(tái)模塊(115)的方槽配合，并通過標(biāo)準(zhǔn)件固定連接。6個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，即壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器(111)、(113)、(117)、(119)、(122)、(124)分別固接在每個(gè)支鏈模塊的移動(dòng)副柔性部位與底盤之間。
動(dòng)平臺(tái)模塊通過6個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)相連的柔性移動(dòng)副實(shí)現(xiàn)沿X、Y、Z三軸移動(dòng)和繞X、Y、Z三軸轉(zhuǎn)動(dòng)的6自由度解耦運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于具有三個(gè)兩兩正交安裝面和連接孔的底座模塊通過驅(qū)動(dòng)模塊和支鏈模塊連接著動(dòng)平臺(tái)模塊。
2.按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于支鏈模塊的結(jié)構(gòu)是將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，即兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿和四個(gè)柔性球鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(9)和(14)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(10)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(7)、(12)分別與兩個(gè)柔性球鉸(6)和(8)、(11)和(13)相連，下面兩個(gè)柔性球鉸(8)和(13)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副(9)和(14)上，上面兩個(gè)柔性球鉸(6)和(11)分別固接在一個(gè)方桿(5)上。
3.按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于支鏈模塊的結(jié)構(gòu)是將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，即兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿、兩個(gè)柔性球鉸和兩個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(19)、(24)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(20)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(17)、(22)分別與一個(gè)柔性虎克鉸(18)和(23)和一個(gè)柔性球鉸(16)、(21)相連，下面兩個(gè)柔性虎克鉸(18)和(23)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副上，上面兩個(gè)柔性球鉸(16)和(21)分別固接在一個(gè)方桿(15)上。
4.按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于支鏈模塊的結(jié)構(gòu)是將同一方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈，即兩個(gè)柔性移動(dòng)副、兩個(gè)連桿和四個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)柔性移動(dòng)副(29)和(34)并列固接在有連接孔的一個(gè)底盤(30)上，兩個(gè)軸線平行的連桿(27)、(32)分別與兩個(gè)柔性虎克鉸(26)和(28)、(31)和(33)相連，下面兩個(gè)柔性虎克鉸(28)和(33)分別固接在兩個(gè)柔性移動(dòng)副(29)和(34)上，上面兩個(gè)柔性虎克鉸(26)和(31)分別固接在一個(gè)方桿(25)上。
5.按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于支鏈模塊為單運(yùn)動(dòng)支鏈，即一個(gè)柔性移動(dòng)副、一個(gè)連桿和兩個(gè)柔性球鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是移動(dòng)副(39)固接在有連接孔的一個(gè)底盤(40)上，連桿(37)與兩個(gè)柔性球鉸(36)和(38)相連，下面的柔性球鉸(38)固接在柔性移動(dòng)副(39)上，上面的柔性球鉸(36)固接在一個(gè)方桿(35)上。
6.按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于支鏈模塊為單運(yùn)動(dòng)支鏈，即一個(gè)柔性移動(dòng)副、一個(gè)連桿、一個(gè)柔性球鉸和一個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是柔性移動(dòng)副(45)固接在有連接孔的一個(gè)底盤(46)上，連桿(43)分別與一個(gè)柔性虎克鉸(44)和一個(gè)柔性球鉸(42)相連，下面的柔性虎克鉸(44)固接在柔性移動(dòng)副(45)上，上面的柔性球鉸(42)固接在一個(gè)方桿(41)上。
7.按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于支鏈模塊為單運(yùn)動(dòng)支聯(lián)，即一個(gè)柔性移動(dòng)副、一個(gè)連桿和兩個(gè)柔性虎克鉸一體化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)是柔性移動(dòng)副(51)固接在有連接孔的一個(gè)底盤(52)上，連桿(49)與兩個(gè)柔性虎克鉸(50)和(48)相連，下面的柔性虎克鉸(50)固接在柔性移動(dòng)副(51)上，上面的柔性虎克鉸(48)固接在一個(gè)方桿(47)上。
8.按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于動(dòng)平臺(tái)模塊即運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)，其結(jié)構(gòu)是模塊(55)的三個(gè)兩兩正交的面上開有槽(53)、(54)、(56)、(57)、(58)、(59)。
9.按照權(quán)利要求1所說的可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，其特征在于驅(qū)動(dòng)模塊(60)是壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，它固定在每個(gè)支鏈模塊的移動(dòng)副柔性部位與底盤之間。
全文摘要
一種可重組模塊化3～6自由度結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人。屬于先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域。主要解決并聯(lián)結(jié)構(gòu)微動(dòng)機(jī)器人采用完全裝配式裝配誤差大;整體加工式工藝性較差的技術(shù)問題。主要技術(shù)要點(diǎn)是具有三個(gè)兩兩正交安裝面和連接孔的底座模塊通過驅(qū)動(dòng)模塊和運(yùn)動(dòng)支鏈模塊連接著動(dòng)平臺(tái)模塊。該模塊化微動(dòng)機(jī)器人具有多樣性和多功能性。在精細(xì)操作與加工、微制造、微動(dòng)工作臺(tái)、集成電路制造、生物和遺傳工程、顯微外科等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和價(jià)值。
文檔編號(hào)B25J7/00GK1377757SQ0211785
公開日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月23日
發(fā)明者高峰, 張建軍, 李為民, 趙輝 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)