專利名稱：移動式六自由度混聯(lián)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明型涉及的是一種移動式機(jī)器人，特別是一種能夠?qū)崿F(xiàn)動平臺的六個自由度運動的移動式六自由度混聯(lián)機(jī)器人，屬于機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)器人控制平臺運動時，與串聯(lián)機(jī)器人相比有以下優(yōu)點(1)剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承載能力強(qiáng)；(2)沒有誤差積累，精度高；(3)電機(jī)置于定平臺上，運動負(fù)荷小，動態(tài)性能好；(4)位置反解易解，適于在線實時控制。但與串聯(lián)機(jī)器人相比，并聯(lián)機(jī)器人活動空間較小，活動平臺的運動不如串聯(lián)機(jī)器人手部靈活，位置正解難解。并聯(lián)式與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點正好相反，是一種“對偶”關(guān)系，如將并聯(lián)式與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)綜合起來，充分利用各自的優(yōu)點，混聯(lián)機(jī)器人更能滿足一定條件下的性能要求。在進(jìn)一步的檢索中，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明混聯(lián)機(jī)器人主題相同或者相類似的報道。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)枮?1277647.5，專利名稱為兩自由度平動并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)動平臺實現(xiàn)了兩自由度平動；又如中國申請專利號為022327759.2的發(fā)明專利，專利名稱為一類三自由度空間并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)動平臺實現(xiàn)了三個位置自由度和一個從轉(zhuǎn)動自由度。上述兩種機(jī)器人機(jī)構(gòu)均采用了完全并聯(lián)式機(jī)構(gòu)，雖應(yīng)用了并聯(lián)式機(jī)構(gòu)的優(yōu)點，但沒有充分利用串聯(lián)式機(jī)構(gòu)的優(yōu)點來彌補(bǔ)并聯(lián)式機(jī)構(gòu)的缺點。在進(jìn)一步的檢索中，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明混聯(lián)機(jī)器人主題相同或者相類似的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對背景技術(shù)的不足，提供一種移動式六自由度混聯(lián)機(jī)器人，通過融合并聯(lián)式與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，使該機(jī)構(gòu)各支鏈解耦性好，又能滿足平臺支承的高剛度要求，還能保證各支鏈運動時沒有積累誤差。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括定平臺、動平臺、支鏈AAO、支鏈BBO、支鏈CCO，其連接方式為定平臺是水平固定的，是整個機(jī)構(gòu)的支架，其形狀為等腰△AOBOCO，其中AO為頂點，BOCO為底邊，在定平臺三個角點處分別與支鏈AAO、支鏈BBO、支鏈CCO構(gòu)成移動副連接，三個移動副均為豎直方向，三個驅(qū)動電機(jī)座置于定平臺上。支鏈AAO、支鏈BBO分別與動平臺是球鉸連接，支鏈CCO與動平臺是空間高副連接(即為點接觸)。動平臺形狀為等腰△ABC，其中A為定點，BC為底邊。
支鏈AAO、支鏈BBO布置方式完全相同，但驅(qū)動方式略有不同。支鏈AAO、支鏈BBO各包含三個導(dǎo)向桿Z移動桿、Y移動桿、X移動桿，三個移動桿移動方向相互垂直，連接處均為移動副，分別實現(xiàn)Z、Y、X方向移動，其中，支鏈AAO中Z移動桿、Y移動桿、X移動桿均有驅(qū)動，支鏈BBO中Z移動桿、Y移動桿有驅(qū)動，X移動桿沒有驅(qū)動，只起導(dǎo)向作用；支鏈CCO只含有一個移動桿Z移動桿，為豎直方向布置，實現(xiàn)Z方向移動，有驅(qū)動。整個裝置共有六個驅(qū)動，可實現(xiàn)動平臺六個自由度運動。
本發(fā)明工作時，支鏈AAO、支鏈BBOZ移動桿與支鏈CCO中的Z移動桿移動相同距離時，動平臺可實現(xiàn)Z方向平動，若移動距離不同時動平臺可實現(xiàn)繞Y、X方向的轉(zhuǎn)動；支鏈AAO、支鏈BBO中的Y移動桿移動相同距離時，動平臺可實現(xiàn)Y方向平動，若移動不同距離時，動平臺可實現(xiàn)繞Z方向轉(zhuǎn)動；支鏈AAO中的X移動桿移動時(支鏈BBO中的X移動桿起導(dǎo)向作用)，動平臺可實現(xiàn)X方向平動。機(jī)構(gòu)中三個支鏈六個驅(qū)動幾乎完全解耦，由于每個支鏈上驅(qū)動方向相互垂直，所以驅(qū)動沒有累積誤差。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步，本發(fā)明機(jī)構(gòu)各支鏈解耦性好，又能滿足平臺支承的高剛度要求，還能保證各支鏈運動時沒有積累誤差，六個直線驅(qū)動容易實現(xiàn)，具有較好的實際應(yīng)用價值。


圖1本發(fā)明機(jī)構(gòu)示意具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明主要包括定平臺1、支鏈AAO、支鏈BBO、支鏈CCO、動平臺5，其連接方式為定平臺1是水平固定的，是整個機(jī)構(gòu)的支架，其形狀為等腰△AOBOCO，其中AO為定點，BOCO為底邊，在定平臺1三個角點處分別與支鏈AAO、支鏈BBO、支鏈CCO構(gòu)成移動副連接，三個移動副均為豎直方向，三個驅(qū)動電機(jī)座置于定平臺1上，支鏈AAO、支鏈BBO分別與動平臺是球鉸連接，支鏈CCO與動平臺是空間高副連接即為點接觸。動平臺1形狀為等腰△ABC，其中A為頂點，BC為底邊。
支鏈AAO、支鏈BBO布置方式完全相同，但驅(qū)動方式略有不同。支鏈AAO、支鏈BBO各包含三個導(dǎo)向桿Z移動桿2、Y移動桿3、X移動桿4，三個移動桿移動方向相互垂直，連接處均為移動副，分別實現(xiàn)Z、Y、X方向移動，其中，支鏈AAO中Z移動桿2、Y移動桿3、X移動桿4均有驅(qū)動，支鏈BBO中Z移動桿2、Y移動桿3有驅(qū)動，X移動桿4沒有驅(qū)動，只起導(dǎo)向作用；支鏈CCO只含有一個移動桿Z移動桿6，為豎直方向布置，實現(xiàn)Z方向移動，有驅(qū)動。整個裝置共有六個驅(qū)動，可實現(xiàn)動平臺六個自由度運動。
支鏈AAO、支鏈BBOZ移動桿2與支鏈CCO中Z移動桿6移動相同距離時，動平臺可實現(xiàn)Z方向平動，若移動距離不同時動平臺可實現(xiàn)繞Y、X方向的轉(zhuǎn)動；支鏈AA0、支鏈BBO中的Y移動桿3移動相同距離時，動平臺可實現(xiàn)Y方向平動，當(dāng)Y移動桿移3動不同距離時，動平臺可實現(xiàn)繞Z方向轉(zhuǎn)動；支鏈AAO中的X移動桿4移動時(支鏈BBO中的X移動桿4起導(dǎo)向作用)，動平臺可實現(xiàn)X方向平動。機(jī)構(gòu)中三個支鏈六個驅(qū)動幾乎完全解耦，由于每個支鏈上驅(qū)動方向相互垂直，所以驅(qū)動沒有累積誤差。
權(quán)利要求
1.一種移動式六自由度混聯(lián)機(jī)器人，包括定平臺(1)、支鏈AAO、支鏈BBO、支鏈CCO、動平臺(5)，其特征在于，支鏈AAO、支鏈BBO布置方式完全相同，支鏈AAO、支鏈BBO各包含三個導(dǎo)向桿Z移動桿(2)、Y移動桿(3)、X移動桿(4)，三個移動桿移動方向相互垂直，連接處均為移動副，分別實現(xiàn)Z、Y、X方向移動，其中，支鏈AAO中Z移動桿(2)、Y移動桿(3)、X移動桿(4)均有驅(qū)動，支鏈BBO中Z移動桿(2)、Y移動桿(3)有驅(qū)動，X移動桿(4)只起導(dǎo)向作用，定平臺(1)是水平固定的，是整個機(jī)構(gòu)的支架，在定平臺(1)三個角點處分別與支鏈AAO、支鏈BBO、支鏈CCO構(gòu)成移動副連接，三個移動副均為豎直方向，三個驅(qū)動電機(jī)座置于定平臺(1)上，支鏈AAO、支鏈BBO分別與動平臺(5)是球鉸連接，支鏈CCO與動平臺(5)是空間高副連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式六自由度混聯(lián)機(jī)器人，其特征是，支鏈CCO只含有一個移動桿Z移動桿(6)，為豎直方向布置，實現(xiàn)Z方向移動，有驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的移動式六自由度混聯(lián)機(jī)器人，其特征是，有六個驅(qū)動，實現(xiàn)動平臺(5)六個自由度運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式六自由度混聯(lián)機(jī)器人，其特征是，定平臺(1)形狀為等腰△AOBOCO，其中AO為定點，BOCO為底邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式六自由度混聯(lián)機(jī)器人，其特征是，動平臺(5)形狀為等腰△ABC，其中A為定點，BC為底邊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式六自由度混聯(lián)機(jī)器人，其特征是，支鏈AAO、支鏈BBOZ移動桿(2)與支鏈CCO中Z移動桿(6)移動相同距離時，動平臺(5)實現(xiàn)Z方向平動，否則實現(xiàn)繞Y、X方向的轉(zhuǎn)動，支鏈AAO、支鏈BBO中的Y移動桿(3)移動相同距離時，動平臺(5)實現(xiàn)Y方向平動，否則動平臺(5)實現(xiàn)繞Z方向轉(zhuǎn)動，支鏈AAO中的X移動桿(4)移動時，動平臺(5)實現(xiàn)X方向平動。
全文摘要
一種移動式六自由度混聯(lián)機(jī)器人屬于機(jī)械領(lǐng)域。本發(fā)明包括定平臺、支鏈AA
文檔編號B25J9/00GK1462669SQ0312954
公開日2003年12月24日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者曹沖振, 高雪官, 馬培蓀, 于會濤 申請人:上海交通大學(xué)