專(zhuān)利名稱(chēng)：一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，特別是六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
機(jī)器人廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的焊接、搬運(yùn)、碼垛、裝配、切割等作業(yè)當(dāng)中。其中已得到較好應(yīng)用的機(jī)器人基本上都屬于關(guān)節(jié)機(jī)器人，多為6個(gè)軸，通過(guò)I、2、3軸的聯(lián)合動(dòng)作將末端工具送到不同的空間位置，并輔以4、5、6軸的聯(lián)動(dòng)以滿(mǎn)足工具姿態(tài)的不同要求。這種 機(jī)器人本體機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有平行四邊形結(jié)構(gòu)和側(cè)置式結(jié)構(gòu)兩種形式，因其具有較大工作空間和較為靈活的動(dòng)作得到了廣泛應(yīng)用。但這類(lèi)傳統(tǒng)開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)因其自身結(jié)構(gòu)的限制，驅(qū)動(dòng)電機(jī)都需要安裝在連接處，從而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)笨重、剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累積等問(wèn)題，動(dòng)力學(xué)性能較差，難以滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的高速高精度作業(yè)要求。并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)是一種動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)通過(guò)至少兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈相連接，機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上自由度，且以并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)的閉環(huán)機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、誤差累計(jì)小、精度高、作業(yè)速度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)，但也存在工作空間較小、動(dòng)作不夠靈活等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)，能有效解決傳統(tǒng)開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的重量大、剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累積，以及并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)工作空間較小、動(dòng)作不夠靈活等的各自問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)、二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂機(jī)構(gòu)和二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)。所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)由二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂、第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)組成，二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂通過(guò)第一虎克鉸連接到機(jī)架上，第一直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第一球面副連接到機(jī)架上，第一直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第二球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂上，第二直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第三球面副連接到機(jī)架上，第二直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第四球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂上。第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器作為主動(dòng)件可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂運(yùn)動(dòng)，也可以組合的方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂的二維轉(zhuǎn)動(dòng)。所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂機(jī)構(gòu)由二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂、第三直線驅(qū)動(dòng)器和第四直線驅(qū)動(dòng)器組成，二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂通過(guò)第二虎克鉸連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂上，第三直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第五球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂上，第三直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第六球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂上，第四直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第七球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂上，第四直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第八球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂上。第三直線驅(qū)動(dòng)器和第四直線驅(qū)動(dòng)器作為主動(dòng)件可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂運(yùn)動(dòng)，也可以組合的方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂的二維轉(zhuǎn)動(dòng)。所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)由二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)、第五直線驅(qū)動(dòng)器、第六直線驅(qū)動(dòng)器組成，二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)第三虎克鉸連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂上，第五直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第九球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂上，第五直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第十球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，第六直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第十一球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂上，第六直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第十二球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上帶有法蘭盤(pán)。第五直線驅(qū)動(dòng)器、第六直線驅(qū)動(dòng)器作為主動(dòng)件可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，也可以組合的方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的二維轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于I、二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂、二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂、二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)串聯(lián)連接，連接處各由二個(gè)直線驅(qū)動(dòng)器并聯(lián)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)大工作空間、靈活的軌跡輸出，且整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、誤差補(bǔ)償好。2、本發(fā)明通過(guò)在二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的法蘭盤(pán)上安裝各種不同用途的末端執(zhí)行器，可應(yīng)用到搬運(yùn)、碼垛、裝配、切割等工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，實(shí)用性強(qiáng)。

圖I為本發(fā)明所述一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)的二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明所述一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)的二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂機(jī)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明所述一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)的二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明所述一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)的第一種工作狀態(tài)示意圖。圖6為本發(fā)明所述一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)的第二種工作狀態(tài)示意圖。圖7為本發(fā)明所述一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)的第三種工作狀態(tài)示意圖。圖8為本發(fā)明所述一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)的第四種工作狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。對(duì)照?qǐng)D1、2、3和4，所述一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)由二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)、二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂機(jī)構(gòu)和二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)組成。對(duì)照?qǐng)D1、2，所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)由二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂5、第一直線驅(qū)動(dòng)器4、第二直線驅(qū)動(dòng)器24組成，二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂5通過(guò)第一虎克鉸3連接到機(jī)架I上，第一直線驅(qū)動(dòng)器4一端通過(guò)第一球面副2連接到機(jī)架I上，第一直線驅(qū)動(dòng)器4另一端通過(guò)第二球面副6連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂5上，第二直線驅(qū)動(dòng)器24 —端通過(guò)第三球面副25連接到機(jī)架I上，第二直線驅(qū)動(dòng)器24另一端通過(guò)第四球面副23連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂5上。第一直線驅(qū)動(dòng)器4、第二直線驅(qū)動(dòng)器24作為主動(dòng)件可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂5運(yùn)動(dòng)，也可以組合的方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂5運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂5的二維轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)照?qǐng)D1、3，所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂機(jī)構(gòu)由二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂11、第三直線驅(qū)動(dòng)器8和第四直線驅(qū)動(dòng)器21組成，二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂11通過(guò)第二虎克鉸連9接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂5上，第三直線驅(qū)動(dòng)器8 —端通過(guò)第五球面副7連接到三維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂5上，第三直線驅(qū)動(dòng)器8另一端通過(guò)第六球面副10連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂11上，第四直線驅(qū)動(dòng)器21 —端通過(guò)第七球面副22連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂5上，第四直線驅(qū)動(dòng)器21另一端通過(guò)第八球面副20連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂11上。第四直線驅(qū)動(dòng)器8和第五直線驅(qū)動(dòng)器21作為主動(dòng)件可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂11運(yùn)動(dòng)，也可以組合的方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂11運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂11的二維轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)照?qǐng)D1、4，所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)由二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)15、第五直線驅(qū)動(dòng)器13、第六直線驅(qū)動(dòng)器17組成，二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)15通過(guò)第三虎克鉸18連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂11上，第五直線驅(qū)動(dòng)器13 —端通過(guò)第九球面副12連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂11上，第五直線驅(qū)動(dòng)器13另一端通過(guò)第十球面副14連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)15上，第六直線驅(qū)動(dòng)器17—端通過(guò)第十一球面副19連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂11上，第六直線驅(qū)動(dòng)器17另一端通過(guò)第十二球面副16連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)15上，二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)20上帶有法蘭盤(pán)。第五直線驅(qū)動(dòng)器13、第六直線驅(qū)動(dòng)器17作為主動(dòng)件可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)15運(yùn)動(dòng)，也可以組合的方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)15運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)15的二維轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)照?qǐng)D5、6、7、8，所述一種六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)通過(guò)每個(gè)關(guān)節(jié)處二個(gè)，共六個(gè)直線
權(quán)利要求1.一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)、二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂機(jī)構(gòu)和二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)和連接方式為 所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)由二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂、第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器組成，二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂通過(guò)第一虎克鉸連接到機(jī)架上，第一直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第一球面副連接到機(jī)架上，第一直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第二球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂上，第二直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第三球面副連接到機(jī)架上，第二直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第四球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂上， 所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂機(jī)構(gòu)由二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂、第三直線驅(qū)動(dòng)器和第四直線驅(qū)動(dòng)器組成，二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂通過(guò)第二虎克鉸連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂上，第三直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第五球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂上，第三直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第六球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂上，第四直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第七球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂上，第四直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第八球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂上， 所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)由二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)、第五直線驅(qū)動(dòng)器、第六直線驅(qū)動(dòng)器組成，二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)第三虎克鉸連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂上，第五直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第九球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂上，第五直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第十球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，第六直線驅(qū)動(dòng)器一端通過(guò)第十一球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂上，第六直線驅(qū)動(dòng)器另一端通過(guò)第十二球面副連接到二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上帶有法蘭盤(pán)。
專(zhuān)利摘要一種空間六活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)、二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂機(jī)構(gòu)和二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)。所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂機(jī)構(gòu)包括二維轉(zhuǎn)動(dòng)大臂、第一直線驅(qū)動(dòng)器、第二直線驅(qū)動(dòng)器，所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂機(jī)構(gòu)包括二維轉(zhuǎn)動(dòng)小臂、第三直線驅(qū)動(dòng)器和第四直線驅(qū)動(dòng)器，所述二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)包括二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)、第五直線驅(qū)動(dòng)器、第六直線驅(qū)動(dòng)器。上述三個(gè)部分串聯(lián)連接，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)構(gòu)大工作空間、靈活的軌跡輸出，且整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、誤差補(bǔ)償好。本實(shí)用新型通過(guò)在二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的法蘭盤(pán)上安裝各種不同用途的末端執(zhí)行器，可應(yīng)用到搬運(yùn)、碼垛、裝配、切割等工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B25J18/04GK202378042SQ20112055524
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者張 林, 張金玲, 李小清, 潘宇晨, 王建亮, 王紅州, 蔡敢為, 鄧培, 黃院星 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)