[發(fā)明專利]一種三支鏈六自由度機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610355256.3
• 申請(qǐng)日: 2016-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN105773582A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小俊;王永奉;萬媛;劉更謙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟(jì)群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于并聯(lián)機(jī)器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的Stewart六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，改變分支中運(yùn)動(dòng)副的種類、排列順序以及 方向等，同時(shí)保持分支的六個(gè)獨(dú)立自由度，即可得到新的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)型，現(xiàn)有的改 進(jìn)的6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)支鏈均勻?qū)ΨQ分布排列，所需驅(qū)動(dòng)較多，控制方法復(fù)雜；另外，單個(gè) 支鏈的運(yùn)動(dòng)精度嚴(yán)重影響整個(gè)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度，進(jìn)而不能很好地滿足特殊情況的工作要求。

因此提供一種改進(jìn)的三支鏈六自由度機(jī)器人，使其支鏈運(yùn)動(dòng)形式簡(jiǎn)單易控制，具有較高 的靈活性且運(yùn)動(dòng)精度較高，成為現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種三支鏈六自由度機(jī)器人，由動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái) 和三條連接動(dòng)平臺(tái)與固定平臺(tái)的均布支鏈組成，其特征是每條支鏈固定平臺(tái)到動(dòng)平臺(tái)方向包 括依次連接的下十字萬向鉸鏈、支撐伸縮桿組件和上十字萬向鉸鏈，支撐伸縮桿組件由能夠 同軸伸縮運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)連桿和支撐連桿組成，活動(dòng)連桿的末端和支撐連桿的末端分別與上十字 萬向鉸鏈和下十字萬向鉸鏈連接，在活動(dòng)連桿、支撐連桿和下十字萬向鉸鏈的上鉸鏈座之間 安裝平面連桿組件，所述平面連桿組件由沿從固定平臺(tái)到動(dòng)平臺(tái)方向以銷軸依次連接的下連 桿，中間連桿和上連桿組成；上連桿末端通過銷軸與活動(dòng)連桿連接，中間連桿中部開有與連 桿方向平行的長(zhǎng)槽并通過長(zhǎng)槽與支撐連桿上的銷軸進(jìn)行滑動(dòng)連接，下連桿末端與固定在下十 字萬向鉸鏈的上叉型鉸鏈座上的第二電機(jī)的輸出軸連接，下十字萬向鉸鏈的下叉型鉸鏈座固 定安裝在固定平臺(tái)上，第一電機(jī)安裝在下十字萬向鉸鏈的下叉型鉸鏈座上，第一電機(jī)的輸出 軸與下十字萬向鉸鏈的十字銷軸連接。

本發(fā)明提供的一種三支鏈六自由度機(jī)器人與現(xiàn)有的各種改進(jìn)的三支鏈六自由度機(jī)器人 相比具有以下優(yōu)點(diǎn)

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)

(2)單個(gè)支鏈配置有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)之間相對(duì)耦合，使得該機(jī)構(gòu)具有較高的靈活性，且定位 精度高，每個(gè)支鏈的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，第一電機(jī)可使得上平臺(tái)快速達(dá)到目的位置，第二電機(jī)對(duì) 動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行精度位置調(diào)節(jié)。將兩個(gè)電機(jī)分別作為主驅(qū)動(dòng)和協(xié)同驅(qū)動(dòng)，或者同時(shí)驅(qū)動(dòng)可使動(dòng)平 臺(tái)快速、平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)六自由度空間運(yùn)動(dòng)；并且支鏈的運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)簡(jiǎn)單，容易保證該機(jī)構(gòu)在 操作過程中的精度和質(zhì)量，

(3)該機(jī)構(gòu)控制魯棒性強(qiáng)、承載較好，可以根據(jù)不同的需要應(yīng)用于機(jī)床、機(jī)器人檢測(cè)等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的三支鏈六自由度機(jī)器人的一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明提供的三支鏈六自由度機(jī)器人的一種實(shí)施例的一條支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中

1、動(dòng)平臺(tái)、2、固定平臺(tái)，3支撐伸縮桿組件，4、平面連桿組件，5、上十字萬向鉸鏈， 6、下十字萬向鉸鏈，7、活動(dòng)連桿，8、支撐連桿，9、上連桿，10、中間連桿，11下連桿， 14、第一電機(jī)，15、第二電機(jī)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種三支鏈六自由度機(jī)器人，由動(dòng)平臺(tái)1、固定平臺(tái)2和三條連接動(dòng)平臺(tái) 與固定平臺(tái)的均布支鏈組成，其特征是每條支鏈固定平臺(tái)到動(dòng)平臺(tái)方向包括依次連接的下十 字萬向鉸鏈6、支撐伸縮桿組件3和上十字萬向鉸鏈5，支撐伸縮桿組件3由能夠同軸伸縮運(yùn) 動(dòng)的活動(dòng)連桿7和支撐連桿8組成，活動(dòng)連桿的末端和支撐連桿的末端分別與上十字萬向鉸 鏈和下十字萬向鉸鏈連接，在活動(dòng)連桿、支撐連桿和下十字萬向鉸鏈的上鉸鏈座之間安裝平 面連桿組件4，所述平面連桿組件4由沿從固定平臺(tái)到動(dòng)平臺(tái)方向以銷軸依次連接的下連桿 11，中間連桿10和上連桿9組成；上連桿末端通過銷軸與活動(dòng)連桿連接，中間連桿中部開有 與連桿方向平行的長(zhǎng)槽并通過長(zhǎng)槽與支撐連桿上的銷軸進(jìn)行滑動(dòng)連接，下連桿末端與固定在 下十字萬向鉸鏈的上叉型鉸鏈座上的第二電機(jī)15的輸出軸連接，下十字萬向鉸鏈的下叉型鉸 鏈座固定安裝在固定平臺(tái)上，第一電機(jī)14安裝在下十字萬向鉸鏈的下叉型鉸鏈座上，第一電 機(jī)的輸出軸與下十字萬向鉸鏈的十字銷軸連接。

本發(fā)明提供的三支鏈六自由度機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)原理如下

1)第一電機(jī)控制支撐桿組件繞下十字萬向鉸鏈旋轉(zhuǎn)，可以使動(dòng)平臺(tái)快速到達(dá)目的位置，

2)第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)下連桿繞其輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)中間連桿的長(zhǎng)槽沿銷軸相對(duì)滑動(dòng)，使 上連桿推動(dòng)活動(dòng)連桿沿著支撐連桿的軸線移動(dòng)，調(diào)節(jié)支撐伸縮桿組件的伸縮，從而對(duì)動(dòng)平臺(tái) 的位置進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。

3)第一電機(jī)和第二電機(jī)即可交替調(diào)節(jié)，亦可以協(xié)同調(diào)節(jié)，發(fā)揮驅(qū)動(dòng)的耦合作用，縮短 調(diào)節(jié)過程。