[實用新型]具有大工作空間的四自由度混聯機器人

有效

• 申請號: 201520803086.1
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN204997662U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 高洪;張偉;肖平;洪崢;高吟;潘道遠;劉莉;時培成;胡靜麗;周革;紀拓;文瀟
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱順利

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域，具體地說，本實用新型涉及一種具有大工作空間的四自由度混聯機器人。

背景技術

一般來說，串聯機器人和并聯機器人在結構和性能上具有對偶關系，因此兩者在應用上不是替代作用而是互補關系；串聯機器人末端執行器姿態靈活，但因懸臂結構使承載能力相對較弱，又因關節電動機不能布置在機架上，慣性大影響動力學特性，而并聯機器人在理論上具有速度快、精度高、剛度大、累積誤差小等優勢，但也存在著工作空間較小等不足。

為改進并聯機器人工作空間小的不足，公開號為CN102794662A的專利文獻公開了一種六自由度位置姿態全解耦可調夾具，針對并聯機構應用于并聯機床時動平臺姿態實現能力不足的問題，通過增強工件及其夾具的姿態變動范圍使動平臺姿態獲得有效補償。該夾具雖然通過補償方法彌補了并聯機器人工作空間的不足，但并未涉及并聯機器人機型的改進，為兼顧串聯機器人與并聯機器人的優點，同時又盡可能避免兩者的弱點，需設計一種新型的機器人。

實用新型內容

為解決并聯機器人相對于串聯機器人而言工作空間較小的不足，本實用新型提供了一種具有大工作空間的四自由度混聯機器人，兼有串聯機器人工作空間大的優點，又避免了串聯機器人累積誤差大、動力學特性差的弱點。

為了實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為：具有大工作空間的四自由度混聯機器人，包括平面3自由度并聯機構和第一驅動機構，平面3自由度并聯機構具有一靜平臺，第一驅動機構用于對靜平臺提供使其作直線運動的驅動力。

具有大工作空間的四自由度混聯機器人還包括機架，所述靜平臺為可移動的設置于機架上。

所述機架包括下機座和與下機座連接的上機座，所述靜平臺與上機座為滑動連接。

所述第一驅動機構設置于所述機架上。

所述第一驅動機構包括與所述靜平臺為螺紋連接的螺桿軸，螺桿軸與靜平臺構成螺旋傳動。

所述第一驅動機構還包括設置于下機座內的電動機，電動機通過傳動機構與所述螺桿軸連接，所述靜平臺設置于上機座內。

所述傳動機構為同步齒形帶傳動機構。

所述平面3自由度并聯機構還具有一作平面運動的動平臺和用于對動平臺提供驅動力的第二驅動機構，所述靜平臺相對所述機架作直線運動時的運動方向與動平臺作平面運動時所在平面相垂直。

所述第二驅動機構與所述靜平臺連接，且第二驅動機構設置有三個，三個第二驅動機構在靜平臺周圍呈三角形分布。

所述第二驅動機構包括依次連接的電動機、驅動桿和連桿，電動機設置于所述靜平臺上，驅動桿一端與電動機的軸固定連接，驅動桿另一端與連桿一端轉動連接，連桿另一端與所述動平臺轉動連接。

本實用新型具有大工作空間的四自由度混聯機器人，通過將平面3自由度并聯機構的靜平臺設置成可直線移動的，增大了工作空間，而且動力學特性更好，累積誤差小。

附圖說明

本說明書包括以下附圖，所示內容分別是：

圖1是靜平臺的結構示意圖；

圖2是電動機座安裝板的結構示意圖；

圖3是驅動軸的結構示意圖；

圖4是連桿的結構示意圖；

圖5是動平臺的結構示意圖；

圖6是上機座的結構示意圖；

圖7是下機座的結構示意圖；

圖8是螺桿軸的結構示意圖；

圖9是滾動軸承的結構示意圖；

圖10是平面3自由度并聯機構的結構示意圖；

圖11是本實用新型混聯機器人的結構示意圖；

圖中標記為：

1、電動機；1A、電動機；1B、電動機；1C、電動機；1D、電動機；

1F、電動機座安裝板；1FA、長方形板；1FB、U形加強筋；1FC、矩形槽；1FD、通孔；1FE、電動機座安裝孔；

2、平面3自由度并聯機構；

2A、靜平臺；2AA、滑塊；2AB、水平面；2AC、垂直面；2AD、內螺紋孔；2AE、通孔；2AF、滑座；

2B、驅動桿；2BA、通孔；2BB、鍵槽；2BC、通孔；2BD、U型槽；

2C、連桿；2CA、通孔；2CB、通孔；2CC、L型切口；

2D、動平臺；2DA、通孔；2DB、通孔；2DC、通孔；2DD、U型切口；2DE、U型切口；2DF、U型切口；

3、機架；