[發明專利]一種具有自標定功能的6-PTRT型并聯機器人

有效

• 申請號: 201410174610.3
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103934823A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 于凌濤;王文杰;王正雨;張寶玉;孫立強;李洪洋;楊景;李宏偉;莊忠平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種并聯機器人，具體的說是一種具有自標定功能并聯機器人。

背景技術

并聯機器人具有精度高、剛度大、慣性小、承載能力高、運動反解模型簡單、操作速度高、易于控制等優點，已成為機器人研究的重要分支之一，并被廣泛應用到各個領域中。并聯機構具有2、3、4、5或6個自由度，其中6自由度并聯機器人能夠同時完成位置和姿態定位可用于對物體位姿的模擬因而得到更多學者的青睞。6自由度并聯機構的研究雖然比較全面但是仍然存在不足，以往的6自由度并聯機構是用6根支桿將上下兩平臺聯接而形成的，這六個支桿都可以獨立地自由伸縮，它們分別用球鉸和虎克鉸與上下平臺聯接，這樣上平臺與下平臺就可以進行6個獨立運動，在三維空間可以作任意方向的移動和繞任何方向、位置的軸線轉動。但具備自標定功能的并聯機構很少。且這六個支桿大多是電動缸，體積大，機構相對復雜不好加工且成本過高。本設計采用直線步進電機驅動。連桿機構比較簡單靈活，結構緊湊，運行精度大大提高，易于計算機控制。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種機構巧妙，穩定靈活，成本相對低廉易于計算機控制的帶自標定功能的6-PTRT型并聯機器人機構。

本發明是這樣實現的：包含由靜平臺、動平臺、連接于靜平臺和動平臺之間的六套連桿機構以及與連桿機構相連的驅動裝置組成的并聯機器人，還包括標定裝置，所述標定裝置包括一個上下均是正六邊形的桁架結構、六個拉線傳感器和六根拉線繩索，所述并聯機器人固定安裝在桁架結構的底部，六個拉線傳感器分別固定在桁架結構上方正六邊形的六個角上，每根拉線繩索的一端固定在一個拉線傳感器上、另一端固定在動平臺上。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.所述的驅動裝置包括電機安裝支架、六個直線步進電機、六個限位開關，六個直線步進電機分別安裝在電機安裝支架上，電機輸出軸上端與連桿機構相連，電機輸出軸下端與安裝在底板上的限位開關一一對應。

2.根據權利要求1或2所述的一種具有自標定功能的6-PTRT型并聯機器人，其特征是：所述的連桿機構包括萬向節A、萬向節B、萬向節連接裝置、連接柱A、連接柱B，連接柱A的一端與萬向節A的一端連接，連接柱A的另一端與動平臺連接，萬向節A的另一端通過萬向節連接裝置與萬向節B的一端連接，連接柱B的一端與萬向節B另的一端連接，連接柱B的另一端與安裝在靜平臺上的滑塊連接，所述的電機輸出軸上端與連桿機構相連是指電機輸出軸上端與滑塊連接。

3.所述的萬向節連接裝置包括大軸、小軸和深溝球軸承，大軸的一端與萬向節B連接，大軸的另一端通過深溝球軸承與小軸的一端連接，小軸的另一端與萬向節A連接。

本發明提供的一種6-PTRT型并聯機器人機構具有以下特點：1、本發明六個自由度的實現機構簡單易行，便于加工及控制。2、本發明自帶標定檢測裝置可以檢測平臺實際運行狀態，通過誤差數學模型和實際位姿及電機的輸入量解算出一些參數的誤差量，完成對機器人的自標定，運行精度大大提高。3、本發明結構緊湊，運動靈活，作業空間大，能更好的滿足人們對6自由度并聯機構的使用要求。4、本發明可以廣泛用于在對物體的空間定位和位姿模擬。5、本發明的六個自由度，通過6個直線步進電機來驅動且具有限位開關，運動安全性高。6、本發明的連桿機構避免使用球鉸和電動缸降低了成本和機構的復雜程度。電機安裝在定平臺上，大大減輕了運動結構的質量，操控性更加靈敏，反應速度快。

附圖說明

圖1是本發明的整體機構圖；

圖2是本發明的六自由度運動平臺的機構示意圖；

圖3是本發明的驅動裝置的機構示意圖；

圖4是本發明的標定裝置的結構示意圖；

圖5是連桿機構的結構示意圖；

圖6是萬向節連接裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面給出本發明的具體實施方式，并結合附圖加以說明。

結合圖1，本發明一種6-PTRT型并聯機器人機構主要由六自由度運動平臺1、驅動裝置2、檢測裝置3組成，六自由度運動平臺1六個自由度可以在空間上對物體完全定位，也可以模擬出物體的空間姿態；驅動裝置2由六個直線步進電機和零位檢測組成，主要用于驅動六自由度平臺的運動；標定裝置3通過檢測正六邊形桁架六個角上的拉線傳感器通過運動學得到動平臺的實際位置和姿態。