專利名稱：一種可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種可重構(gòu)的并聯(lián)的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)模式下，為了適應(yīng)快速變化的市場(chǎng)要求，對(duì)模塊化的制 造工具提出了新的要求，以可重構(gòu)制造系統(tǒng)為代表的柔性加工系統(tǒng)正得到快速的發(fā)展。而 基于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)資源的高效利用也使得可重構(gòu)成為必然。并聯(lián)裝備作為機(jī)床技術(shù) 和機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)機(jī)床和機(jī)器人結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，承載能力弱，精度小運(yùn)動(dòng) 慣性大等缺點(diǎn)，而并聯(lián)裝備本身易重構(gòu)的特點(diǎn)，決定了并聯(lián)裝備在可重構(gòu)系統(tǒng)中的重要地 位。并聯(lián)機(jī)器人可重構(gòu)性的研究給并聯(lián)裝備重構(gòu)的可行性以及重構(gòu)的多樣性帶來良好的開 端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強(qiáng)、精度高、 運(yùn)動(dòng)慣性小并且能夠進(jìn)行重構(gòu)的可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人，包括底座 框架和連桿組件，底座框架上安裝有底座和主體框架，主體框架上安裝有機(jī)器人基板，連桿 組件與末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接，所述的連桿組件與驅(qū)動(dòng)模塊上的滑塊連接，驅(qū)動(dòng)模塊與機(jī)器人 基板連接。為了使末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)能夠更好、更穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)，所述的連桿組件每兩個(gè)分為1組， 一端均勻分布連接在末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上。驅(qū)動(dòng)模塊可以有多種方式安裝于機(jī)器人基板上，所述的驅(qū)動(dòng)模塊安裝在機(jī)器人基 板底部，均勻的呈發(fā)射狀；所述的驅(qū)動(dòng)模塊通過上支座、軸承固定座和電機(jī)固定座安裝在槽 鋼立柱里，組成立柱組件，再與機(jī)器人基板連接。在立柱組件中也可以有多種驅(qū)動(dòng)方式，每個(gè)立柱組件設(shè)有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)兩 個(gè)連桿組件；所述的立柱組件設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)連桿組件。為了方便連桿組件的滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的連桿組件兩端設(shè)有虎克鉸，虎克鉸上連 接有十字軸，連桿組件一端的十字軸連接有固定虎克鉸，另一端的十字軸連接有轉(zhuǎn)動(dòng)虎克 鉸，在固定虎克鉸和轉(zhuǎn)動(dòng)虎克鉸之間設(shè)有連桿。經(jīng)過多次試驗(yàn)得出，所述的連桿組件優(yōu)選為6個(gè)，相應(yīng)的所述的驅(qū)動(dòng)模塊也優(yōu)選 為6個(gè)。本發(fā)明的有益效果是此種結(jié)構(gòu)的機(jī)器人具有剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強(qiáng)、精 度高、運(yùn)動(dòng)慣性小并且可以進(jìn)行重構(gòu)的特點(diǎn)，所以此種結(jié)構(gòu)的機(jī)器人的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。


圖1是本發(fā)明的滑塊式總體結(jié)構(gòu)示意3
圖2是本發(fā)明的安裝有驅(qū)動(dòng)模塊的立柱組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明三平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明剪式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)示意圖；圖6是伸縮驅(qū)動(dòng)式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)示意圖。1、主體框架2、聯(lián)接件3、機(jī)器人基板4、立柱組件5、連桿組件6、末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7、底座8、底座框架4-1、槽鋼立柱4-2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)4-3、電機(jī)固定座4_4、聯(lián)軸器4-5、軸承固定座4-6、滾珠螺桿4-7、滾珠螺桿絲母4_8、滑塊4-9、上支座5-1、虎克鉸5-2、十字軸5_3、固定虎克鉸5-4、連桿 5-5、轉(zhuǎn)動(dòng)虎克鉸
具體實(shí)施例方式如圖1所示通過聯(lián)接件2組成主體框架1 ；機(jī)器人基板3通過聯(lián)接件2固定在主 體框架1上，機(jī)器人基板3上面有各種構(gòu)型需要安裝孔，各個(gè)重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人各部件的相對(duì) 位置通過機(jī)器人基板3來保證；每2個(gè)支鏈驅(qū)動(dòng)模塊安裝在槽鋼立柱4-1里面組成立柱組 件4，共3個(gè)立柱組件4通過聯(lián)接螺栓安裝在機(jī)器人基板3上，下面安裝在底座框架8，形成 一個(gè)整體保證可重構(gòu)機(jī)器人的剛度和運(yùn)動(dòng)精度。6個(gè)連桿組件5上端聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)模塊的滑 塊4-8上，下端通過螺釘與末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6 —體，保證末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6的任何一種位置對(duì)應(yīng) 到驅(qū)動(dòng)模塊的滑塊4-8位置都是唯一組解；工件安裝底座7上面裝有夾緊工件的鉗子，用來 夾緊工件方便并聯(lián)機(jī)器人加工；由主體框架1的型鋼里面的驅(qū)動(dòng)模塊的電纜都匯集到底座 框架8，底座框架8由槽鋼焊接而成，上面裝有可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人的航插盒，外部的電纜通 過航插盒把可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人主體與電控柜聯(lián)接起來，保證機(jī)器人按控制指令完成相應(yīng)的 動(dòng)作。如圖2所示驅(qū)動(dòng)模塊由驅(qū)動(dòng)電機(jī)4-2和滾珠螺桿4-6等零件組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)4_2通 過聯(lián)軸器4-4與滾珠螺桿4-6連接起來，驅(qū)動(dòng)電機(jī)4-2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過滾珠螺桿4-6轉(zhuǎn)換 為直線運(yùn)動(dòng)；滾珠螺桿絲母4-7與滑塊4-8固定在一起，由滾珠螺桿4-6帶動(dòng)滾珠螺桿絲母
4-7與滑塊4-8作直線運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)模塊通過上支座4-9、軸承固定座4-5和電機(jī)固定座4_3 安裝在槽鋼立柱4-1里，組成立柱組件4。如圖3所示連桿組件5由虎克鉸5-1、十字軸5-2、固定虎克鉸5_3、連桿5_4和轉(zhuǎn) 動(dòng)虎克鉸5-5等零件組成；其中虎克鉸5-1、固定虎克鉸5-3、轉(zhuǎn)動(dòng)虎克鉸5-5可以繞十字軸
5-2相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)虎克鉸5-5還可以繞連桿5-4軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；連桿組件5的這種組成結(jié)構(gòu)保 證了可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人力傳遞的順暢和運(yùn)動(dòng)的唯一?？芍貥?gòu)并聯(lián)機(jī)器人的其它幾種重構(gòu)型式如下Delta型三平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)如圖4所示這種結(jié)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)器人只有三個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊， 每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)兩個(gè)連桿組件5 (兩個(gè)連桿組件5用聯(lián)接板聯(lián)接在一起，保證兩個(gè)連桿組 件5相互平行)。剪式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)如圖5所示這種結(jié)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)器人不安裝槽鋼立柱4-1， 六個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊直接安裝在機(jī)器人基板3上，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)一個(gè)連桿組件5。
伸縮驅(qū)動(dòng)式六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)如圖6所示這種結(jié)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)器人不安裝槽鋼立 柱4-1，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊用底板和聯(lián)接板直接安裝在機(jī)器人基板3上，每個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊帶動(dòng)一個(gè) 連桿組件5。
權(quán)利要求
一種可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人，包括底座框架(8)和連桿組件(5)，底座框架(8)上安裝有底座(7)和主體框架(1)，主體框架(1)上安裝有機(jī)器人基板(3)，連桿組件(5)與末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(6)連接，其特征是所述的連桿組件(5)與驅(qū)動(dòng)模塊上的滑塊(4 8)連接，驅(qū)動(dòng)模塊與機(jī)器人基板(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人，其特征是所述的連桿組件(5)每兩個(gè) 分為1組，一端均勻分布連接在末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(6)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)模塊安裝在 機(jī)器人基板(3)底部，均勻的呈發(fā)射狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)模塊通過上支座 (4-9)、軸承固定座(4-5)和電機(jī)固定座(4-3)安裝在槽鋼立柱(4-1)里，組成立柱組件 (4)，再與機(jī)器人基板(3)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人，其特征是每個(gè)立柱組件(4)設(shè)有兩個(gè) 驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)連桿組件(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人，其特征是所述的立柱組件(4)設(shè)有一 個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)連桿組件(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人，其特征是所述的連桿組件(5)兩端設(shè) 有虎克鉸(5-1)，虎克鉸(5-1)上連接有十字軸(5-2)，連桿組件(5) —端的十字軸(5-2) 連接有固定虎克鉸(5-3)，另一端的十字軸(5-2)連接有轉(zhuǎn)動(dòng)虎克鉸(5-5)，在固定虎克鉸 (5-3)和轉(zhuǎn)動(dòng)虎克鉸(5-5)之間設(shè)有連桿(5-4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人，其特征是所述的連桿組件(5)為6個(gè)， 所述的驅(qū)動(dòng)模塊為6個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人，包括底座框架和連桿組件，底座框架上安裝有底座和主體框架，主體框架上安裝有機(jī)器人基板，連桿組件與末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接，所述的連桿組件與驅(qū)動(dòng)模塊上的滑塊連接，驅(qū)動(dòng)模塊與機(jī)器人基板連接；所述的驅(qū)動(dòng)模塊通過上支座、軸承固定座和電機(jī)固定座安裝在槽鋼立柱里，組成立柱組件，再與機(jī)器人基板連接；每個(gè)立柱組件設(shè)有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)連桿組件。此種結(jié)構(gòu)的機(jī)器人具有剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強(qiáng)、精度高、運(yùn)動(dòng)慣性小并且可以進(jìn)行重構(gòu)的特點(diǎn)，所以此種結(jié)構(gòu)的機(jī)器人的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。
文檔編號(hào)B25J9/08GK101947785SQ201010266108
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者孫立寧, 王振華, 王曉強(qiáng) 申請(qǐng)人:蘇州博實(shí)機(jī)器人技術(shù)有限公司