[實用新型]含有柔順關節的平面3自由度并聯機器人

有效

• 申請號: 201120374335.1
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN202318318U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 趙鑫;余躍慶
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J9/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本實用新型屬于機械產品技術領域，涉及一種并聯機器人。?

背景技術

并聯機器人是一類閉環機構的機器人，具有運動慣性小、精度高等優點，與串聯機器人在結構和性能方面形成互補，極大地擴展了整個機器人的應用領域；而柔順機構是一種利用機構中構件自身的彈性變形來完成運動和力的傳遞及轉換的新型機構。現代機械的主要標志和發展趨勢是不斷地追求高速、輕質、高精度，這在機器人中體現得尤為充分。?

發明內容

本實用新型的目的在關節結構上減少甚至沒有了運動副，由此帶來的最直接的效果就是大大減少了機構的重量，同時它沒有或大大減少了機構中的間隙、摩擦、磨損及潤滑等復雜問題，從而可以提高機構精度、增加可靠性等，符合現代機械的發展趨勢。?

一種含有柔順關節的平面3自由度并聯機器人，包括柔順關節3、連桿2、驅動桿4、動平臺1、定平臺7、減速器5和伺服電機6，動平臺1與定平臺7之間連接有成三角形布置的三組運動支鏈，每組運動支鏈由連桿2、驅動桿4和他們之間連接有的柔順關節3組成，動平臺1與連桿2、驅動桿4與定平臺7之間則通過傳統的轉動副關節連接；驅動桿4遠離定平臺7的一端連接的減速器5、伺服電機6與定平臺7相連接組成了機器人的驅動部分；減速器5與伺服電機6固定連接，減速器5與伺服電機6軸心相同，伺服電機6與定平臺7固定連接；平面3自由度并聯機器人實現了沿著橫軸X軸、縱軸Y軸的移動和繞著豎直軸Z軸方向的轉動。?

位移傳感器8與定平臺7固定連接。?

所述的柔順關節3是由彈簧鋼材料制成。?

本實用新型如圖2所示，所述的驅動桿4與連桿2之間是由柔順關節3連?接的；有別于傳統的轉動副關節連接，柔順關節是由彈簧鋼材料制成，它是利用自身材料的柔性變形來完成運動和力的傳遞及轉換的新型結構關節。它不靠傳統剛性機構的運動副來實現全部運動和功能，而主要是靠它的變形來實現機構的主要運動和功能。工作原理為：如圖3所示本實用新型的并聯機器人是建立在以“IPC+PMAC”為硬件結構核心、“RT?Linux”為軟件開發平臺的機器人實時控制系統。通過“RT?Linux”平臺向工控機IPC發送指令，(工控機IPC作為主從分布式控制系統的上位機，向上提供用戶與系統的交互平臺，向下配合下位機完成系統的控制功能)，工控機IPC實時地向控制器PMAC發送指令，(PMAC是一款功能強大的可編程多軸運動控制器，可以與各種主機、驅動器、電機配合完成相應的操作功能)，PMAC通過轉換卡ACC8P與伺服驅動器連接，PMAC發出指令后，機器人根據相關指令實現機構運動軌跡規劃。如圖1所示，當工控機IPC發出運動指令時，各支鏈伺服電機6與減速器5進行轉動，減速器5通過轉動副與驅動桿4相連，通過轉動副提供扭矩，使驅動桿4進行轉動；驅動桿4與連桿2之間通過柔順關節3連接，當驅動桿4轉動時，柔順關節3通過自身的柔性變形接收產生的能量，并傳遞給連桿2，從而使連桿2進行相應轉動；連桿2通過轉動副與動平臺1連接，當連桿2轉動時，通過轉動副提供扭矩，使動平臺1運動，從而實現相關的運動軌跡規劃。?

本實用新型通過用柔順關節來取代傳統的轉動副關節的方式來實現并聯機器人的運動，它減少了機器人的重量，同時它大大減少了機構中的間隙、摩擦、磨損及潤滑等復雜問題，從而可以提高機器人精度、增加可靠性，可望在多種場合獲得應用推廣。?

附圖說明

圖1本實用新型的平面結構示意圖；?

圖2本實用新型的平面結構俯視圖；?

圖3本實用新型的具有柔順關節的結構示意圖；?

圖4本實用新型的控制系統示意圖；?

圖中：1、動平臺，2、連桿，3、柔順關節，4、驅動桿，5、減速器，6、伺服電機，7、定平臺，8、位移傳感器。?

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對于本發明作進一步說明：?

如圖1至圖4所示，一種含有柔順關節的平面3自由度并聯機器人，包括柔順關節3、連桿2、驅動桿4、動平臺1、定平臺7、減速器5和伺服電機6，動平臺1與定平臺7之間連接有成三角形布置的三組運動支鏈，每組運動支鏈由連桿2、驅動桿4和他們之間連接有的柔順關節3組成，動平臺1與連桿2、驅動桿4與定平臺7之間則通過傳統的轉動副關節連接；驅動桿4遠離定平臺7的一端連接的減速器5、伺服電機6與定平臺7相連接組成了機器人的驅動部分；減速器5與伺服電機6固定連接，減速器5與伺服電機6軸心相同，伺服電機6與定平臺7固定連接；平面3自由度并聯機器人實現了沿著橫軸X軸、縱軸Y軸的移動和繞著豎直軸Z軸方向的轉動。?