[發明專利]新型三支鏈六自由度機器人

有效

• 申請號: 201310502815.5
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103586862A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 高峰;金振林;潘陽
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及三支鏈六自由度運動平臺技術領域，具體是一種新型三支鏈六自由度機器人。

背景技術

自20世紀60年代以來，多種形式的機構廣泛應用于各種領域，它們可以代替人類勞動，完成各種精密、繁重、環境惡劣，甚至危險的任務。目前在工廠生產中應用較多的是具有串聯機構的工業機械臂。串聯機構運動空間大，運動學正解比較簡單。并聯機構則具有剛度高、精度高、承載能力強的特點。6自由度并聯機構是并聯機器人機構中的一大類，也是研究得最多的并聯機構，廣泛應用在飛行模擬器、6維力與力矩傳感器和并聯機床等領域。然而，這類機構一般具有6個運動鏈，例如6-SPS、6-PUS等斯圖爾特機構。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種新型三支鏈六自由度機器人。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種新型三支鏈六自由度機器人，包括靜平臺、動平臺以及連接于靜平臺和動平臺之間的三條結構相同且并聯連接的支鏈，其中，每一條支鏈均包括第一構件、第二構件、第三構件和第四構件，第一構件通過虎克鉸固定于靜平臺上，第二構件與第一構件之間通過移動副連接，第三構件與第二構件之間通過第一轉動副連接，第四構件與第三構件之間通過第二轉動副連接，動平臺與第四構件之間通過第三轉動副連接，所述每一條支鏈均通過移動副和第一轉動副進行雙驅動，每一條支鏈上的第一轉動副、第二轉動副和第三轉動副依次串聯。

優選地，三條支鏈的虎克鉸鉸接點在圓周上均勻分布，從圓周圓心到鉸接點的直徑夾角為120度。

優選地，每一個虎克鉸均包括第一轉動軸線和第二轉動軸線，所述第一轉動軸線在靜平面上，并與虎克鉸的鉸接點所在圓周相切，所述第二轉動軸線垂直于第一構件的軸線和第一轉動軸線。

優選地，第一轉動副軸線和移動副軸線相重合；第二轉動副軸線與第一轉動副軸線相垂直；所述第三轉動副軸線與第二轉動副軸線相垂直。

優選地，每一條支鏈上的3條轉動副軸線相交于一點，三條支鏈上的9條轉動副軸線也相交于一點。

優選地，所述第三構件為直角結構，第一轉動副軸線和第二轉動副軸線正相交。

優選地，所述第四構件為直角結構，第二轉動副軸線和第三轉動副軸線正相交。

本發明提供的新型三支鏈六自由度機器人，不同于現有的6支鏈6自由度并聯機構，本發明采用串聯和并聯機構混聯的方式，充分發揮串、并聯機構的特點，進一步提高機構性能。并且機構中沒有球鉸，能夠使轉動和移動運動的部分解耦。控制系統簡單，易操作；每一條支鏈均具有移動副和轉動副雙驅動，運動平臺以及移動和轉動運動部分解耦；每一條支鏈上的3個轉動副串聯代替球鉸，三條支鏈上的共9條轉動副軸線相交于一點，簡化了運動學逆解的計算。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1是本發明整體結構示意圖；

圖2是第三構件結構示意圖；

圖3是本發明局部連接結構示意圖；

圖中，1為靜平臺，2為虎克鉸，3為第一構件，4為第二構件，5為第三構件，6為第四構件，7為動平臺。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。

請同時參閱圖1至圖3。

本實施例提供了一種新型三支鏈六自由度機器人，包括靜平臺1、動平臺7以及連接于靜平臺和動平臺之間的三條結構相同且并聯連接的支鏈，其中，每一條支鏈均包括第一構件3、第二構件4、第三構件5和第四構件6，第一構件3通過虎克鉸2固定于靜平臺1上，第二構件4與第一構件3之間通過移動副連接，第三構件5與第二構件4之間通過第一轉動副連接，第四構件6與第三構件5之間通過第二轉動副連接，動平臺7與第四構件6之間通過第三轉動副連接，所述每一條支鏈均通過移動副和轉動副進行雙驅動。

進一步地，三條支鏈的虎克鉸鉸接點在圓周上均勻分布，從圓周圓心到鉸接點的直徑夾角為120度。

進一步地，每一個虎克鉸均包括第一轉動軸線和第二轉動軸線，所述第一轉動軸線在靜平面上，并與虎克鉸的鉸接點所在圓周相切，所述第二轉動軸線垂直于第一構件的軸線和第一轉動軸線。