具有超短支鏈的三平動解耦并聯(lián)機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種具有超短支鏈的三平動解耦并聯(lián)機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)微動機器人具有無摩擦、無間隙、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊等特點，因此廣泛應(yīng)用于染色體切割、芯片制造、微機電產(chǎn)品的加工、裝配等細微操作領(lǐng)域。
[0003]少自由度并聯(lián)機器人以其自身的特點和應(yīng)用潛力吸引了國內(nèi)外大批學(xué)者進行研究。Ellis提出用并聯(lián)機器人機構(gòu)作為微動操作機械手，并應(yīng)用于生物技術(shù)和顯微外科；Magnani和Pernette研究了轉(zhuǎn)動副、移動副、虎克鉸和球鉸的柔性鉸鏈形式；Kall1研制了三自由度微操作并聯(lián)機器人；Hara和Henimi研究了平面三自由度和六自由度微動機器人；HudgenS和Tesar研究了六自由度并聯(lián)微操作器，用于精密的誤差補償和精密力控制；Lee對實現(xiàn)一個移動兩個轉(zhuǎn)動的三自由度并聯(lián)微動機構(gòu)進行了研究。目前在國內(nèi)，北京航空航天大學(xué)研制了兩級解耦的六自由度串并聯(lián)微操作機器人和三自由度并聯(lián)Delta機構(gòu)的微操作機器人；哈爾濱工業(yè)大學(xué)先后研制了 6-PSS和6-SPS六自由度并聯(lián)Stewart微動機器人；河北工業(yè)大學(xué)研制了正交解耦結(jié)構(gòu)的6-PSS型微操作平臺；天津大學(xué)的田延嶺等人研制了一種大行程兩平動一轉(zhuǎn)動精密定位平臺，由基座和設(shè)置在其內(nèi)部的動平臺組成，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，輸出位移較大，軸向剛度高等特點，可作為納米微操作系統(tǒng)的輔助定位平臺，具有微量進給和精密定位功能。
[0004]盡管國內(nèi)外有許多學(xué)者研究并聯(lián)微動機器人，這些研究成果和專利技術(shù)大多滿足一定的運動精度要求和剛度要求，但是在高硬質(zhì)材料加工等特殊領(lǐng)域，仍然需要進一步提高剛度和運動精度，這是機械制造領(lǐng)域的兩個重要指標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，具有超短支鏈的三平動解耦并聯(lián)機器人。其技術(shù)方案為:
一種具有超短支鏈的三平動解耦并聯(lián)機器人，包括固定平臺、運動平臺、微位移驅(qū)動裝置和連接于固定平臺與運動平臺之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于:三條支鏈均含有矩形連接塊和環(huán)形彈性副，其中環(huán)形彈性副的側(cè)壁分別與運動平臺和矩形連接塊的一個側(cè)面固定連接，且兩連接處位于過環(huán)形彈性副中心線的同一平面上，矩形連接塊的另一個相鄰側(cè)面通過彈性移動副與固定平臺連接，彈性移動副由固接到固定平臺的微位移驅(qū)動裝置驅(qū)動以實現(xiàn)微運動，且彈性移動副的主移動方向與相應(yīng)環(huán)形彈性副的中心線方向一致，三個彈性移動副的主移動方向兩兩垂直。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點為:(I)機器人運動支鏈短，每條支鏈僅僅含有兩個彈性環(huán)節(jié)，因此結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)高剛度和高精度要求；(2)三條支鏈正交布置，通過微位移驅(qū)動裝置控制每條支鏈上的彈性移動副，能夠?qū)崿F(xiàn)末端運動平臺的三個移動自由度的解耦輸出。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:1、固定平臺2、彈性移動副3、微位移驅(qū)動裝置4、矩形連接塊5、環(huán)形彈性副6、運動平臺。
【具體實施方式】
[0009]三條支鏈均含有矩形連接塊4和環(huán)形彈性副5，其中環(huán)形彈性副5的側(cè)壁分別與運動平臺6和矩形連接塊4的一個側(cè)面固定連接，且兩連接處位于過環(huán)形彈性副5中心線的同一平面上，矩形連接塊4的另一個相鄰側(cè)面通過彈性移動副2與固定平臺I連接，彈性移動副2由固接到固定平臺I的微位移驅(qū)動裝置3驅(qū)動以實現(xiàn)微運動，且彈性移動副2的主移動方向與相應(yīng)環(huán)形彈性副5的中心線方向一致，三個彈性移動副2的主移動方向兩兩垂直。
【主權(quán)項】
1.一種具有超短支鏈的三平動解耦并聯(lián)機器人，包括固定平臺(I)、運動平臺(6)、微位移驅(qū)動裝置(3)和連接于固定平臺(I)與運動平臺(6)之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于:三條支鏈均含有矩形連接塊(4)和環(huán)形彈性副(5)，其中環(huán)形彈性副(5)的側(cè)壁分別與運動平臺(6)和矩形連接塊(4)的一個側(cè)面固定連接，且兩連接處位于過環(huán)形彈性副(5)中心線的同一平面上，矩形連接塊(4)的另一個相鄰側(cè)面通過彈性移動副(2)與固定平臺(I)連接，彈性移動副(2 )由固接到固定平臺(I)的微位移驅(qū)動裝置(3 )驅(qū)動以實現(xiàn)微運動，且彈性移動副(2)的主移動方向與相應(yīng)環(huán)形彈性副(5)的中心線方向一致，三個彈性移動副(2)的主移動方向兩兩垂直。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有超短支鏈的三平動解耦并聯(lián)機器人，包括固定平臺、運動平臺、微位移驅(qū)動裝置和連接于固定平臺與運動平臺之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于：三條支鏈均含有矩形連接塊和環(huán)形彈性副，其中環(huán)形彈性副的側(cè)壁分別與運動平臺和矩形連接塊的一個側(cè)面固定連接，矩形連接塊的另一個相鄰側(cè)面通過彈性移動副與固定平臺連接，彈性移動副由固接到固定平臺的微位移驅(qū)動裝置驅(qū)動以實現(xiàn)微運動。本發(fā)明具有運動支鏈短，結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)高剛度和高精度要求等特點，同時三條支鏈正交布置，通過微位移驅(qū)動裝置控制每條支鏈上的彈性移動副，能夠?qū)崿F(xiàn)末端運動平臺的三個移動自由度的解耦輸出。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105196279
【申請?zhí)枴緾N201510764020
【發(fā)明人】宮金良, 張彥斐, 賈國朋
【申請人】山東理工大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年11月11日