[發(fā)明專利]六自由度并聯(lián)微平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410197870.2
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN104002299A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王雯;張海山;傅衛(wèi)平;魏明明
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 李娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)裝配機器人技術(shù)領(lǐng)域，安裝于宏微工業(yè)裝配機器人的機械手末端，具體涉及一種六自由度并聯(lián)微平臺。

背景技術(shù)

隨著裝配機器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展和裝配機器人控制研究的不斷深入，要求裝配機器人具有一定的柔順性。裝配機器人的柔順性主要分為被動柔順和主動柔順，其中被動柔順在一些特殊的情況下無法勝任，例如無倒角和兩點接觸的裝配情況等，同時裝配過程中工件的受力大，影響裝配精度。而主動柔順是在被動柔順的基礎(chǔ)上增加力的監(jiān)測裝置，構(gòu)成力反饋伺服環(huán)節(jié)，在裝配操作過程中，由接觸碰撞所產(chǎn)生的力對主動柔順中心的力矩可主動地調(diào)節(jié)工件的狀態(tài)，使其向有利于裝配完成的方向進行。綜合考慮機器人的柔順性能，滿足裝配過程中機器人的剛性及裝配精度，人們提出了宏微機器人裝配的策略。所謂宏微機械手空間機器人結(jié)構(gòu)是指在一臺大型的柔性宏機械手的末端安裝一臺小型的微機械手。

現(xiàn)有的微機械手，其不足是：有的是調(diào)整精度低、剛度差，能同時調(diào)整裝配工件的自由度數(shù)少；有的結(jié)構(gòu)尺寸太大、重量太重，無法直接安裝在宏機械手的末端。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種六自由度并聯(lián)微平臺，解決現(xiàn)有微平臺調(diào)整自由度數(shù)少、精度低、剛度差、重量以及尺寸偏大的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種六自由度并聯(lián)微平臺，包括靜平臺和動平臺，動平臺下表面均勻安裝有三組固定軸承座，每組固定軸承座向下通過兩條支鏈與靜平臺傳動連接，即靜平臺和動平臺之間總共設(shè)置有三組固定軸承座及其六條支鏈。

本發(fā)明的六自由度并聯(lián)微平臺，其特征還在于：

靜平臺沿軸向內(nèi)圈凹槽中開有多個微平臺安裝孔，靜平臺沿軸向外圈開有多個凹槽型的滑道，每兩個相鄰的滑道為一組，每個滑道的軸心開孔作為電機軸安裝孔，電機軸安裝孔中安裝有直線電機的驅(qū)動軸。

動平臺沿軸向內(nèi)圈開有多個手爪安裝孔，沿軸向外圈開有多組軸承座固定孔，每組四個軸承座固定孔分別通過各自的軸承座固定螺釘共同固定安裝有一組軸承座，總共三組軸承座對稱固定安裝在動平臺下表面，每組四個軸承座固定孔中間設(shè)置有軸承座定位孔。

每條支鏈結(jié)構(gòu)是，包括一個直線電機，直線電機的驅(qū)動軸向上與一個滑塊底座連接，滑塊底座向上與滑塊軸承座固定連接，滑塊底座與滑塊軸承座之間的空腔中安裝有軸承擋圈和第一關(guān)節(jié)軸承，該第一關(guān)節(jié)軸承外圈固定在滑塊軸承座中，該第一關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈通過一個連桿向上與第二關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈連接，第二關(guān)節(jié)軸承外圈固定安裝在軸承端蓋中，軸承端蓋向上與軸承座固定連接，軸承座與動平臺下表面固定連接。

第一關(guān)節(jié)軸承的第一軸端擋圈也設(shè)置在滑塊軸承座中，第一軸端擋圈通過第一軸端固定螺釘與連桿下端固定連接，第二關(guān)節(jié)軸承的第二軸端擋圈也設(shè)置在軸承端蓋中，第二軸端擋圈通過第二軸端固定螺釘與連桿上端固定連接。

直線電機的驅(qū)動軸向上通過一個六角螺釘與一個滑塊底座連接，直線電機的殼體通過一個電機固定螺母固定在電機軸安裝孔中。

軸承座和滑塊軸承座中的軸承孔為對應(yīng)的傾斜結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是，采用六自由度并聯(lián)機器平臺，實現(xiàn)全方位的調(diào)整，適合安裝在宏機器手的末端，同時可對裝配過程中工件的空間位姿進行六個自由度的調(diào)整，解決了以往一些微機械手所不能同時滿足尺寸、精度、重量以及調(diào)整自由度數(shù)要求的問題，具體特征包括：

1)是在于電機固定在靜平臺上，在保證驅(qū)動力和負載的情況下，減小了運動部分的運動慣性，同時連桿采用固定長度，其長度可根據(jù)動靜平臺的間距及控制的設(shè)計要求而改變，易于小型化。解決了直線電機驅(qū)動軸不能承受徑向力的要求，通過滑道可以分解連桿傳遞過來的力，使電機只承受軸向力。

2)是在于滑塊軸承座和固定軸承座的軸承孔采用一定的傾斜角度設(shè)計，是使微平臺在初始位置時，關(guān)節(jié)軸承的內(nèi)圈軸孔處于中心位置，這樣可使關(guān)節(jié)軸承的運動范圍得到充分的利用，同時也加大了動平臺的運動范圍。

3)是在于在靜平臺上直接加工出圓柱形滑道，來代替導軌，可以承受來自各個方向的徑向力，降低了制造成本，也減輕了整個平臺的重量，更重要的是通過滑道可以承受來自連桿傳遞來的徑向力，從而減小了電機驅(qū)動桿因受徑向力而導致的彎曲變形，提高了運動精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明裝置中的靜平臺上表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明裝置中的動平臺下表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明裝置中的一條支鏈的裝配結(jié)構(gòu)示意圖