[發明專利]一種六自由度混聯機器人

有效

• 申請號: 201610052381.7
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105500365B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 陳柏;高踔;吳志恒;寇月陽;繆群華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

本發明涉及一種六自由度混聯機器人。混聯機構的組合形式是多樣的，其中一種就是將兩個或若干少自由度并聯機構以串聯的形式連接，形成具有多個自由度的新型機構。該類混聯機構不僅具有相對較大的工作空間，而且機構慣性較小，運動學簡單易于控制，集成了串、并聯機構的優點，同時又彌補了串、并聯機構的缺點。研究混聯機構將進一步推動新型工業機器人的創新與發展。

技術領域

本發明涉及一種六自由度混聯機器人，尤其是一種由兩類少自由度并聯機構混聯而成的六自由度機器人。

背景技術

六自由度機器人因其在工程應用中具有通用性而備受關注，主要分為串聯式、并聯式和混聯式三種型式。

典型的串聯機構為六自由度旋轉關節機構(6R機器人)，該類機構通常由若干連桿和關節順次連接而成，因而其運動學方程很容易由D-H參數法迅速建立和求解；另外，通過優化設計各個連桿的參數很容易使機構末端獲得很大的工作空間；隨著技術的進步，該類機構的承載能力以及速度和精度已經提升到較高的水平，在汽車焊接與噴漆、產品搬運與包裝等生產線上發揮著極其重要的作用，是目前應用最為廣泛的工業機器人。

六自由度并聯機構的典型結構為六支鏈的Stewart平臺，該并聯機構由動靜平臺以及連接動靜平臺的六條相同的支鏈構成，動平臺在六條支鏈的驅動下具有六個自由度，可以實現各類復雜位姿的調整，并且動平臺具有較高的負載能力，主要被用作汽車和飛行器等的運動模擬器。

串聯機構和并聯機構都具有各自突出的優勢，但同時又存在各自的缺點。串聯機構由于連桿和驅動等的疊加，導致機構慣量比較大，限制了其速度進一步的提升；并聯機構由于其構型特點導致工作空間較小，成為限制其推廣的主要因素；其次，并聯機構運動學及動力學方程往往存在不同程度的耦合，進一步增加了運動控制器的設計難度。

故，需要一種新的技術方案以解決上述問題

發明內容

本發明的目的是在于提供一種新的六自由度機器人，具有工作空間大、動力學模型簡單且易于控制的優點。

本發明新型混聯機構的結構組成如下：

一種六自由度混聯機器人，包括過渡平臺、連接過渡平臺一面的三個傳動支鏈、一一對應三個傳動支鏈的三個直線驅動部件、連接過渡平臺另一面的三個弧形主動連桿、連接三個弧形主動連桿的三個弧形從動連桿、驅動弧形主動連桿轉動的三個驅動裝置、連接從動連桿的動平臺；所述每個傳動支鏈的一端分別安裝在對應直線驅動部件上并在直線驅動部件的驅動下沿直線運動，而每個傳動支鏈的另一端連接于過渡平臺一面上；所述的弧形主動連桿的一端安裝在過渡平臺上，而每個弧形主動連桿的另一端連接于一一對應的弧形從動連桿上，弧形從動連桿的另一端連接于動平臺。

相對于現有技術，本發明中將兩種少自由度并聯機構通過串聯的形式進行拼裝而得到一種混聯六自由度機器人，根據兩類少自由度并聯機構的自由度性質易知，機構末端的空間位置完全由一種三自由度移動的并聯機構獨立控制，空間姿態完全由一種三自由度轉動的并聯機構獨立控制，即平動自由度與轉動自由度互不影響，相輔相成，使該混聯的六自由度機器人工作空間大、機構末端位置和姿態解耦、動力學模型簡單且易于控制，而且其動作頻率能滿足電子組裝時快速重復動作的要求。

附圖說明

圖1為本發明新型混聯機構的立體圖；

圖2為本發明的一種三自由度轉動的并聯機構的立體圖；

圖3為一種三自由度轉動的并聯機構的單條傳動支鏈示意圖。

具體實施方式