[發明專利]支鏈嵌套三自由度動平臺可連續回轉并聯機器人機構

無效

• 申請號: 200810052792.1
• 申請日: 2008-04-18
• 公開（公告）號: CN101259616A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 張建軍;李為民;樓云江;王曉慧
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 廖曉榮

技術領域

本發明涉及機械學領域的并聯機器人機構，具體為一種支鏈嵌套三自由度動平臺可連續回轉并聯機器人機構，國際專利分類號擬為Int.Cl?B25J9/08(2006.01)。

背景技術

機器人的誕生是20世紀人類科技發展的重大成就。機器人在先進制造、航空、微電子、包裝等領域得到廣泛應用，為這些行業的發展注入新的活力。隨著工業技術快速發展，高速度、高精度操作成為現代工業機器人的主題和發展趨勢。SCARA機器人由軸線平行的三個回轉關節和一個與回轉軸線方向一致的移動副串聯組成，并廣泛應用于需要高效率的裝配、焊接、密封、搬運和拿放等場合。不過，由于SCARA(串聯)機器人采用串聯開環機構，加之每個關節或運動副均需電機驅動，因而增加了運動部件的質量，影響了機器人末端操作手的操作剛度和動態特性，在實現高精度、高速度操作時受到一定程度地限制。并聯機器人驅動電機一般安裝在機座上，運動部件質量小，末端操作手的操作剛度和動態性能好，改善了串聯機器人的不足。并聯機器人這一固有特性為實現高速度、高精度操作提供了保障，但并聯機器人安裝空間較大，工作空間相對較小，末端操作手回轉能力相對不足(不能實現連續回轉)，因此并聯機器人在工業方面應用在一定程度上也受到限制。

為提高工作空間，一些非常規結構的并聯機器人已經出現。如冗余輸入的并聯機器人機構(參見劉欣.一種平面2自由度冗余并聯機構的研究.西安電子科技大學碩士學位論文，2006)，解決了奇異位形附近的力學和剛性較差的問題，并提高了工作空間；串并聯結構的機器人(參見劉辛軍，汪勁松，高峰，金振林.一種串并聯結構擬人七自由度冗余手臂的設計.中國機械工程，2002，Vol.13，No.2：101-105)，增大了其工作空間。但是，這些非常規結構的并聯機器人也很難實現像SCARA機器人那樣的操作，即以較小的設備安裝空間，實現很大的操作范圍和靈活度。在申請人檢索的范圍內，尚為發現能夠實現類似SCARA機器人那樣操作的并聯機器人機構。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是，設計一種支鏈嵌套三自由度動平臺可連續回轉并聯機器人機構，該機構具有三個自由度，運動支鏈嵌套在一起，運動和外形類似于串聯結構的SCARA機器人，但其動平臺可以實現連續回轉，具有串聯和并聯機器人的綜合優點，應用領域和適用范圍更為廣泛。

本發明解決所述技術問題的技術方案是：設計一種支鏈嵌套三自由度動平臺可連續回轉并聯機器人機構，其特征在于該機構包括機座和動平臺以及固連在機座和動平臺之間且嵌套在一起的第一運動支鏈、第二運動支鏈和第三運動支鏈；所述的第一運動支鏈包括：固定在機座上的第一電機及其驅動的螺旋副，回轉軸線與螺旋副軸線平行的第一回轉副，移動方向垂直于第一回轉副回轉軸線的第一移動副；所述的第二運動支鏈包括：固定在機座上的第二電機及其驅動的第二回轉副，嵌套在第二回轉副上的第二移動副，以及與第一支鏈共用的第一移動副；所述的第三運動支鏈包括：固定在機座上的第三電機及其驅動的第三回轉副，嵌套在第三回轉副上的第三移動副，以及嵌套在第一移動副上且軸線相互平行的第四回轉副、第五回轉副和第六回轉副。

與現有技術相比，本發明并聯機器人機構具有三個自由度，但其三個運動支鏈不是分離的結構，而是嵌套在一起安裝，可使并聯機器人機構的末端動平臺連續回轉，實現類似于SCARA串聯機器人那樣所能完成的運動，具有串聯機器人和并聯機器人機構的綜合優點，擴大了并聯機器人機構的應用領域和適用范圍。

附圖說明

圖1本發明并聯機器人機構一種實施例的整體結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及其附圖詳細敘述本發明。實施例以本發明技術方案為依據，給出了詳細的實施方式和過程，但本發明權利要求的保護范圍不限于下述的實施例。