專利名稱：少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械制造以及運(yùn)動(dòng)模擬器的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)器人。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)器人是由多條運(yùn)動(dòng)支鏈的一端與一個(gè)具有多自由度的終端操作器相連而構(gòu)成的機(jī)器人，理論上它具有剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，負(fù)載能力強(qiáng)，誤差小，精度高，響應(yīng)速度快， 容易控制等一系列優(yōu)點(diǎn)，與已獲得廣泛應(yīng)用的串聯(lián)機(jī)器人構(gòu)成了互補(bǔ)關(guān)系，擴(kuò)大了機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。目前，并聯(lián)機(jī)器人已被成功地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、運(yùn)動(dòng)模擬器、大型射電望遠(yuǎn)鏡的精確定位裝置、醫(yī)用機(jī)器人以及典型抓取作業(yè)環(huán)境中的高速機(jī)械手等方面。 六自由度并聯(lián)機(jī)器人一般用于運(yùn)動(dòng)模擬器以及機(jī)械裝配等需要結(jié)構(gòu)緊湊及大工作空間的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可用于開發(fā)機(jī)械制造中的加工裝備，工業(yè)機(jī)器人及運(yùn)動(dòng)模擬器，這種并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是由三條主動(dòng)伸縮支鏈和一條中間運(yùn)動(dòng)支鏈組成，該中間運(yùn)動(dòng)支鏈的下端連接靜平臺(tái)，上端通過轉(zhuǎn)動(dòng)鉸與虎克鉸連接動(dòng)平臺(tái)，中間為兩個(gè)轉(zhuǎn)軸相互垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副與主動(dòng)伸縮桿，且其中一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副的軸線平行于靜平臺(tái)。本發(fā)明由動(dòng)平臺(tái)和靜平臺(tái)與四條支鏈構(gòu)成，每條支鏈連接于動(dòng)平臺(tái)與靜平臺(tái)之間。在四條支鏈中，有三條支鏈結(jié)構(gòu)相同，為主動(dòng)驅(qū)動(dòng)伸縮桿，在空間中呈對(duì)稱分布，另外一條主動(dòng)伸縮支鏈的一端連接靜平臺(tái)，另一端與動(dòng)平臺(tái)通過轉(zhuǎn)動(dòng)鉸與虎克鉸相連，中間為兩個(gè)轉(zhuǎn)軸相互垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副與主動(dòng)伸縮桿，實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的空間六自由度運(yùn)動(dòng)。由于本發(fā)明機(jī)構(gòu)具有至少三個(gè)主動(dòng)支鏈的機(jī)械結(jié)構(gòu)完全相同且可模塊化設(shè)計(jì)與制造，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低且安裝容易，與傳統(tǒng)W^ewart平臺(tái)相比，減少了支鏈的總數(shù)從而減少了支鏈間的干涉，又增大了機(jī)構(gòu)的工作空間和靈活度，同時(shí)還保留了并聯(lián)機(jī)構(gòu)自身的剛度大和承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本機(jī)構(gòu)適用于開發(fā)機(jī)械制造中的加工裝備，工業(yè)機(jī)器人及運(yùn)動(dòng)模擬器，作為運(yùn)動(dòng)模擬器，可用于駕駛員的培訓(xùn)，能夠大幅度降低航空、航天、航海等作業(yè)訓(xùn)練成本。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳述。圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。其中圖中靜平臺(tái)1、虎克鉸2、伸縮桿3、球鉸4、動(dòng)平臺(tái)5、虎克鉸6、轉(zhuǎn)動(dòng)副7、伸縮桿8、第一轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副9、第二轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副10、下端垂直固結(jié)靜平臺(tái)的桿11。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，靜平臺(tái)1固定不動(dòng)，四條支鏈連接于靜平臺(tái)1與動(dòng)平臺(tái)5之間，其中三條外支鏈為結(jié)構(gòu)形式相同的主動(dòng)伸縮支鏈，在空間中呈軸對(duì)稱分布，另一條帶兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副的主動(dòng)伸縮支鏈的一端與靜平臺(tái)連接，另一端與動(dòng)平臺(tái)通過轉(zhuǎn)動(dòng)鉸7和虎克鉸6與動(dòng)平臺(tái)5相連。三條外主動(dòng)伸縮支鏈的結(jié)構(gòu)相同，由虎克鉸2、伸縮桿3和球鉸4組成，其中伸縮桿作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，可由電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠或者液壓驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，球鉸與動(dòng)平臺(tái)及虎克鉸與靜平臺(tái)的連接處均呈等邊三角形分布。伸縮桿與動(dòng)平臺(tái)之間通過球鉸連接，伸縮桿與靜平臺(tái)之間通過虎克鉸連接。帶轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副的主動(dòng)伸縮支鏈下端桿11垂直固結(jié)于靜平臺(tái)，主動(dòng)伸縮桿8的驅(qū)動(dòng)可由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠或者液壓驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，第一轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副9和第二轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副10的轉(zhuǎn)軸相互垂直，且第二轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副的轉(zhuǎn)軸平行于靜平臺(tái)，驅(qū)動(dòng)副9與轉(zhuǎn)動(dòng)副10可由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，該支鏈上端與動(dòng)平臺(tái)之間通過虎克鉸6連接，7為主動(dòng)支鏈上的轉(zhuǎn)動(dòng)副，轉(zhuǎn)動(dòng)副7的軸線垂直于第一轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副9的轉(zhuǎn)軸。
權(quán)利要求
1.一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是機(jī)械結(jié)構(gòu)由靜平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)與四條支鏈組成，其中三條主動(dòng)支鏈在空間中呈軸對(duì)稱分布，另一條主動(dòng)支鏈的一端連接靜平臺(tái)，另一端與動(dòng)平臺(tái)相連，該主動(dòng)支鏈上有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副與一個(gè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)副。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是在四條主動(dòng)支鏈上安裝動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，具體實(shí)施是在主動(dòng)伸縮桿上由電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠或者液壓驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副上由電機(jī)驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是中間有一條主動(dòng)支鏈的一端連接靜平臺(tái)，另一端與動(dòng)平臺(tái)之間通過虎克鉸連接，此時(shí)該支鏈上安裝兩個(gè)轉(zhuǎn)軸相互垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副，且第二轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副的轉(zhuǎn)軸平行于靜平臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是中間主動(dòng)支鏈通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副、第二轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副、主動(dòng)伸縮桿、被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)副、虎克鉸與動(dòng)平臺(tái)相連，其中， 中間主動(dòng)伸縮桿上的被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)副也可以不安裝，即虎克鉸直接與主動(dòng)伸縮桿連接，得到兩轉(zhuǎn)動(dòng)三移動(dòng)的五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是中間有一條主動(dòng)支鏈，一端垂直連接于靜平臺(tái)，中間主動(dòng)支鏈的另一端與動(dòng)平臺(tái)之間也可通過球鉸鏈連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是三條外部主動(dòng)支鏈為主動(dòng)伸縮桿，在空間中呈軸對(duì)稱分布，三條主動(dòng)支鏈與動(dòng)平臺(tái)的連接處呈等邊三角形分布，三條主動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)的連接處呈等邊三角形分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是三條外部主動(dòng)支鏈與動(dòng)平臺(tái)之間通過球鉸連接，三條外部主動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)之間通過虎克鉸連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是三條外部主動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)之間也可以通過球鉸連接，三條外部主動(dòng)支鏈與動(dòng)平臺(tái)之間通過球鉸連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是三條外部主動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)之間通過球鉸鏈連接，三條外部主動(dòng)支鏈與動(dòng)平臺(tái)之間可通過虎克鉸連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種少支鏈六自由度并聯(lián)機(jī)器人，主要由動(dòng)平臺(tái)和靜平臺(tái)與四條支鏈構(gòu)成，每條支鏈連接于動(dòng)平臺(tái)與靜平臺(tái)之間。在四條支鏈中，有三條支鏈結(jié)構(gòu)相同，為主動(dòng)驅(qū)動(dòng)伸縮桿，在空間中呈對(duì)稱分布，另外一條主動(dòng)伸縮支鏈的一端連接靜平臺(tái)，另一端與動(dòng)平臺(tái)通過轉(zhuǎn)動(dòng)鉸與虎克鉸相連，中間為兩個(gè)轉(zhuǎn)軸相互垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副與主動(dòng)伸縮桿，實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的空間六自由度運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明適用于開發(fā)機(jī)械制造中的加工裝備，工業(yè)機(jī)器人及運(yùn)動(dòng)模擬器，作為運(yùn)動(dòng)模擬器，可用于駕駛員的培訓(xùn)，能夠大幅度降低航空、航天、航海等作業(yè)訓(xùn)練成本。
文檔編號(hào)B25J9/08GK102166751SQ20111013184
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者吳福培, 李昇平, 李潤(rùn)鈿, 趙永杰, 邱可 申請(qǐng)人:汕頭大學(xué)