一種三支鏈六自由度機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種三支鏈六自由度機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]自1938年首次提出并聯(lián)機(jī)器人以來，因其具較大剛度、較強(qiáng)的承載能力、誤差小、精度高、自重負(fù)荷比小、動力性能好、控制容易等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域。目前，常見的有2自由度、3自由度、4自由度、6自由度并聯(lián)機(jī)器人；其中，6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一個本質(zhì)特征是每個分支具有六個獨(dú)立的自由度，或者說每個分支都必須能生成一個六維的位移群。因此，在Stewart六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，改變分支中運(yùn)動副的種類、排列順序以及方向等，同時保持分支的六個獨(dú)立自由度，即可得到新的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)型。
[0003]六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)型較為代表的有:1997年Byun等人提出了 3-PPSP六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)、德國的斯圖加特大學(xué)提出的Linpaod構(gòu)型、劉辛軍等人提出的高靈活特性的三自由度空間并聯(lián)機(jī)(中國專利CN 102626871)以及河北工業(yè)大學(xué)張建軍等人提出的一種六自由度三支鏈并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)(中國專利CN CN102699904)。
[0004]上述六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌通常垂直于靜平臺，對稱分布排列且所需驅(qū)動較多，控制方法復(fù)雜(如3-PPSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)，9個驅(qū)動)，或者產(chǎn)生的運(yùn)動形式相對較少(如中國專利CN 102626871，3個自由度)。此外，單個支鏈的運(yùn)動精度嚴(yán)重影響動平臺運(yùn)動形式，難以達(dá)到在各領(lǐng)域的應(yīng)用效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、精度高、控制靈活性的三支鏈六自由度機(jī)器人。
[0006]本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種三支鏈六自由度機(jī)器人，包括動平臺和固定平臺，在動平臺與固定平臺之間安裝有三個結(jié)構(gòu)相同的支鏈，每個支鏈均包括連桿電機(jī)、兩個連桿、連接套和四連桿組件，第一連桿的一端與連桿電機(jī)相連接，第一連桿的另一端與第二連桿采用球鉸副相連接，第二連桿與動平臺之間采用球鉸副連接，第二連桿與連接套采用移動副連接；四連桿組件包括上部桿件、兩個驅(qū)動桿及兩個驅(qū)動桿電機(jī)，上部桿件兩端分別與兩個驅(qū)動桿相連接，兩個驅(qū)動桿分別與兩個驅(qū)動桿電機(jī)相連接，上部桿件與連接套采用球鉸副相連接。
[0008]而且，所述連桿電機(jī)通過電機(jī)支架固裝在固定平臺上，該連桿電機(jī)與第一連桿采用銷軸方式相連接。
[0009]而且，所述驅(qū)動桿電機(jī)均通過電機(jī)支架固裝在固定平臺上，驅(qū)動桿電機(jī)與驅(qū)動桿采用銷軸方式相連接。
[0010]而且，上部桿件兩端與兩個驅(qū)動桿分別通過銷軸相連接。
[0011 ] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0012]1、本發(fā)明采用三支鏈六自由度的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，每個支鏈均配置有兩組驅(qū)動，驅(qū)動之間相對耦合，具有較高的靈活性，每個支鏈的運(yùn)動形式相對簡單，容易保證該機(jī)構(gòu)在操作過程中的精度和質(zhì)量，可以根據(jù)不同的需要應(yīng)用于機(jī)床、機(jī)器人檢測等領(lǐng)域。
[0013]2、本發(fā)明針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域，可將與第一連桿相連的連桿電機(jī)作為主要驅(qū)動源，將四連桿底部的驅(qū)動連桿電機(jī)作為協(xié)同驅(qū)動源，以幫助動平臺快速準(zhǔn)備的定位；也可以將四連桿底部的驅(qū)動連桿電機(jī)作為主要驅(qū)動源，將與第一連桿相連的連桿電機(jī)作為協(xié)同驅(qū)動源，以幫助動平臺快速準(zhǔn)備的定位。
[0014]3、本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、動平臺運(yùn)動平穩(wěn)等特點(diǎn)，并且具有較好的驅(qū)動能力、魯棒性、承載力，可以根據(jù)不同的需要應(yīng)用于機(jī)床、機(jī)器人檢測等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中，1-固定平臺，2-動平臺，3-電機(jī)支架，4-連桿電機(jī)，5-第一連桿，6-第二連桿，7-連接套，8-第一驅(qū)動桿件，9-第二驅(qū)動桿件，10-上部桿件，11-球鉸副，12-球鉸副，13-球鉸副，14-驅(qū)動桿電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。
[0019]一種三支鏈六自由度機(jī)器人，如圖1及圖2所示，包括安裝執(zhí)行器的動平臺(2)和固定平臺(I)，在動平臺(2)與固定平臺(I)之間安裝有三個結(jié)構(gòu)相同的支鏈。每個支鏈均由安裝在固定平臺的電機(jī)支架(3)、連桿電機(jī)(4)、第一連桿(5)、第二連桿(6)、連接套(7)和四連桿組件組成，所述的四連桿組件由上部桿件(10)、第一驅(qū)動桿(8)、第二驅(qū)動桿(9)及驅(qū)動桿電機(jī)(14)組成。下面以其中一個支鏈為例說明每個支鏈的結(jié)構(gòu):
[0020]第一連桿(5)的一端與固定平臺上的連桿電機(jī)(4)之間采用銷軸形式連接，第一連桿(5)的另一端與第二連桿(6)之間采用球鉸副(12)形式連接；第二連桿(6)與動平臺之間采用球鉸副(11)形式連接；第二連桿(6)與連接套(7)之間采用移動副連接，該連接套(7)具有一個方形的孔與第二連桿(6)采用移動副形式配合；該連接套(7)與四連桿組件的上部桿件(10)之間采用球鉸副(13)形式連接。四連桿組件的桿件之間均采用銷軸(R)形式連接，第一驅(qū)動桿(8)和第二驅(qū)動桿(9)分別與驅(qū)動桿電機(jī)(14)采用銷軸形式連接。
[0021]固定平臺上的兩個驅(qū)動桿電機(jī)(14)分別驅(qū)動第一驅(qū)動桿⑶和第二驅(qū)動桿(9)，伴隨帶動上部連桿(10)并經(jīng)球鉸副(13)和連接套(7)拉動第二連桿(6)從而驅(qū)動平臺
(2)做六自由度運(yùn)動，在此過程中，連接套(7)在第二連桿(6)上移動。固定平臺上的連桿電機(jī)⑷驅(qū)動第一連桿(5)，伴隨帶動第二連桿(6)來驅(qū)使動平臺(2)做六自由度運(yùn)動，在此過程中，第一連桿(5)繞連桿電機(jī)(4)軸線轉(zhuǎn)動，帶動第二連桿(6)沿連接套(7)移動。通過驅(qū)動桿電機(jī)(14)和連桿電機(jī)(4)控制平臺(2)做六自由度運(yùn)動。
[0022]需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三支鏈六自由度機(jī)器人，包括動平臺和固定平臺，其特征在于:在動平臺與固定平臺之間安裝有三個結(jié)構(gòu)相同的支鏈，每個支鏈均包括連桿電機(jī)、兩個連桿、連接套和四連桿組件，第一連桿的一端與連桿電機(jī)相連接，第一連桿的另一端與第二連桿采用球鉸副相連接，第二連桿與動平臺之間采用球鉸副連接，第二連桿與連接套采用移動副連接；四連桿組件包括上部桿件、兩個驅(qū)動桿及兩個驅(qū)動桿電機(jī)，上部桿件兩端分別與兩個驅(qū)動桿相連接，兩個驅(qū)動桿分別與兩個驅(qū)動桿電機(jī)相連接，上部桿件與連接套采用球鉸副相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三支鏈六自由度機(jī)器人，其特征在于:所述連桿電機(jī)通過電機(jī)支架固裝在固定平臺上，該連桿電機(jī)與第一連桿采用銷軸方式相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三支鏈六自由度機(jī)器人，其特征在于:所述驅(qū)動桿電機(jī)均通過電機(jī)支架固裝在固定平臺上，驅(qū)動桿電機(jī)與驅(qū)動桿采用銷軸方式相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三支鏈六自由度機(jī)器人，其特征在于:上部桿件兩端與兩個驅(qū)動桿分別通過銷軸相連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三支鏈六自由度機(jī)器人，其技術(shù)特點(diǎn)是：在動平臺與固定平臺之間安裝有三個結(jié)構(gòu)相同的支鏈，每個支鏈均包括連桿電機(jī)、兩個連桿、連接套和四連桿組件，第一連桿的一端與連桿電機(jī)相連接，第一連桿的另一端與第二連桿采用球鉸副相連接，第二連桿與動平臺之間采用球鉸副連接，第二連桿與連接套采用移動副連接；四連桿組件包括上部桿件、兩個驅(qū)動桿及兩個驅(qū)動桿電機(jī)，上部桿件兩端分別與兩個驅(qū)動桿相連接，兩個驅(qū)動桿分別與兩個驅(qū)動桿電機(jī)相連接，上部桿件與連接套采用球鉸副相連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、動平臺運(yùn)動平穩(wěn)等特點(diǎn)，并且具有較好的驅(qū)動能力、魯棒性、承載力，可以根據(jù)不同的需要應(yīng)用于機(jī)床、機(jī)器人檢測等領(lǐng)域。
【IPC分類】B25J9-00
【公開號】CN104608118
【申請?zhí)枴緾N201510026274
【發(fā)明人】劉冰清, 萬媛
【申請人】天津智達(dá)機(jī)器人有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月19日