[實用新型]三自由度微動并聯(lián)機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420163980.2
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN203792328U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘博文;王振華;孫立寧;金子祺;高楓;錢哲;李宗偉
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及微驅(qū)動技術(shù)與并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)交叉結(jié)合的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三自由度微動并聯(lián)機(jī)器人。

背景技術(shù)

微定位系統(tǒng)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)是當(dāng)今科學(xué)研究和工程應(yīng)用領(lǐng)域的研究熱點。微驅(qū)動技術(shù)與并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)交叉結(jié)合所產(chǎn)生的微動并聯(lián)機(jī)器人已經(jīng)成為一個熱門課題，目前關(guān)于微動并聯(lián)機(jī)器人的研究開發(fā)和應(yīng)用日益廣泛，應(yīng)用的領(lǐng)域也在不斷拓展，微動并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在空間、隔振、醫(yī)療、光學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域。

目前，燕山大學(xué)研制了一種各向同性的六自由度微動并聯(lián)機(jī)器人（專利公開/公告號為CN202428438U），該機(jī)器人通過放在平行板柔性移動副框架結(jié)構(gòu)中部的壓電陶瓷驅(qū)動，由推桿放大位移，將位移傳遞給平行板柔性移動副，實現(xiàn)工作平臺的移動，該微動機(jī)器人雖有較好的位移解耦性，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

北京理工大學(xué)研制出一種3-PPTTRS六自由度并聯(lián)精密微動機(jī)器人（專利公開/公告號為CN1788942A），該實用新型雖然具有較大范圍的工作空間，但由于該機(jī)器人系統(tǒng)中含有靜壓絲杠螺母機(jī)構(gòu)，在運動過程中不可避免的存在傳動間隙，影響傳動精度，此外，該機(jī)器人還具有液壓供油裝置，使得整個微動機(jī)器人體積較大，限制了其在一些尺寸有要求場合的使用。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制出一種三支鏈六自由度并聯(lián)柔性鉸鏈微動機(jī)構(gòu)（專利公開/公告號為CN1962209A），從空間結(jié)構(gòu)上看，該機(jī)器人屬于6-PSS型微動并聯(lián)機(jī)器人，壓電陶瓷布置在底座上，壓電陶瓷的輸出經(jīng)過彈性平行板傳遞到與之相連的連接座上，然后兩端帶柔性鉸鏈的支撐桿件再將連接座和上平臺連接起來，這種機(jī)構(gòu)形式傳動鏈長，誤差因素多，而且底座較大，加工困難。

綜上，上述機(jī)構(gòu)均為六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，但在一些特定的場合往往不需要空間六自由度運動。雖然此類六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)也能實現(xiàn)少自由度（六自由度以下）的運動，但這勢必會增加壓電陶瓷致動器和壓電陶瓷驅(qū)動電源的數(shù)量，造成不必要的浪費。

因此，針對上述問題，有必要提供一種三自由度微動并聯(lián)機(jī)器人。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型提供了一種三自由度微動并聯(lián)機(jī)器人，其能夠解決目前的并聯(lián)機(jī)器人的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的局限性。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的一種三自由度微動并聯(lián)機(jī)器人，其包括：工作臺、與所述工作臺相對設(shè)置的底座，所述工作臺與底座之間設(shè)置有三根PRS支鏈，

所述任一PRS支鏈包括：上斜塊、上部柔性鉸鏈、壓電陶瓷驅(qū)動器、下部柔性鉸鏈、調(diào)整墊片、下斜塊，所述上部柔性鉸鏈和下部柔性鉸鏈分別安裝于所述壓電陶瓷驅(qū)動器的兩端，所述上部柔性鉸鏈通過上斜塊與所述工作臺相連接，所述下部柔性鉸鏈通過下斜塊與所述底座相連接，所述調(diào)整墊片設(shè)置于所述下部柔性鉸鏈和下斜塊之間；

所述工作臺上的三個上斜塊以及所述底座上的下斜塊各自分布于三角形的三個頂點，所述三根PRS支鏈與所述底座具有一夾角；

所述上斜塊和下斜塊通過圓柱銷進(jìn)行定位，所述下斜塊中還設(shè)置有用于頂緊所述下部柔性鉸鏈的平面緊定螺釘，所述上部柔性鉸鏈為球面副柔性鉸鏈，所述下部柔性鉸鏈為轉(zhuǎn)動副柔性鉸鏈。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上部柔性鉸鏈包括第一本體，所述第一本體的一端設(shè)置有M3外螺紋，另一端設(shè)置有Φ6光軸。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述下部柔性鉸鏈包括第二本體，所述第二本體的一端設(shè)置有M3外螺紋，另一端設(shè)置有Φ6光軸，所述第二本體上的Φ6光軸比所述第一本體上的Φ6光軸長2mm。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上斜塊上設(shè)置有上裝配間隙，所述上部柔性鉸鏈的一端與所述上裝配間隙相配合，并通過錐端緊定螺釘預(yù)緊。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述下斜塊上設(shè)置有下裝配間隙，所述下部柔性鉸鏈的一端與所述下裝配間隙相配合，并通過所述平面緊定螺釘頂緊。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上斜塊和下斜塊通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘分別固定于所述工作臺和底座上。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓電陶瓷驅(qū)動器包括底座、套管、連接頭、預(yù)緊頭、以及封裝于所述套管中的填充物和壓電陶瓷，所述套管安裝于所述底座上，所述套管的另一端由所述連接頭和預(yù)緊頭進(jìn)行封裝，所述連接頭和預(yù)緊頭之間填充有填充物，所述連接頭部分突伸于所述套管設(shè)置。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述三自由度微動并聯(lián)機(jī)器人還包括：與所述工作臺相配合的工作臺底蓋、以及與所述底座相配合的底座蓋。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上部柔性鉸鏈和下部柔性鉸鏈的材質(zhì)為尼龍。