[發明專利]一種桁架式六自由度混聯機器人化加工裝置

有效

• 申請號: 201810448724.0
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108621134B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 劉辛軍;謝福貴;梅斌;呂利剛;張廣玉
• 申請（專利權）人: 清華大學;榮成鍛壓機床有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

1.一種桁架式六自由度混聯機器人化加工裝置，其特征在于，包括：

桁架式基座；

主軸；

轉臺，所述轉臺安裝在所述桁架式基座上，相對于所述主軸可以轉動；

第一至第五支鏈，用于連接所述桁架式基座和所述主軸；

其中，第一至第五支鏈包括第一支鏈，所述第一支鏈通過兩個軸線相交的轉動副與所述桁架式基座相連，所述第一支鏈通過轉動副與所述主軸相連；

第二支鏈，所述第二支鏈通過兩個軸線相交的轉動副與所述桁架式基座相連，所述第二支鏈通過至少兩個軸線相交的轉動副與所述主軸相連；第三支鏈，所述第三支鏈與所述第二支鏈結構相同；第四支鏈，所述第四支鏈與所述第二支鏈結構相同；第五支鏈，所述第五支鏈與所述第二支鏈結構相同；所述第一至第五支鏈均包含一個主動驅動的移動副；

其中，所述第一支鏈包括：第一桿和第一電機，所述第一桿與所述第一電機相連，所述第一電機可以驅動所述第一桿移動，所述第一桿相對于所述第一電機可以繞所述第一桿的軸線轉動；第一U形件，所述第一U形件與所述第一桿固定連接，所述第一U形件與所述主軸通過轉動副連接；第一套環，所述第一套環與所述第一電機固定連接；第二套環，所述第二套環與所述第一套環通過轉動副連接；第一固定環，所述第一固定環與所述桁架式基座固定連接，所述第二套環與所述第一固定環通過轉動副連接；

所述桁架式基座采用空間桁架的結構形式進行設計，由三角形單元和其他多邊形單元構成，桿件間的結合點為節點，其中有五個節點為連接所述五條支鏈的圓環節點；根據所述圓環節點所在位置，使用圓周對稱的方法設置其他節點的位置；

其中，所述桁架式基座包括：

上半部分設置15個節點，分布在三層；

第一層有6個節點，其中，3個節點為連接所述第一支鏈、所述第二支鏈和所述第三支鏈的圓環節點；

第二層6個節點，其中，2個節點為連接所述第四支鏈和所述第五支鏈的圓環節點；

第三層3個節點。

2.根據權利要求1所述的一種桁架式六自由度混聯機器人化加工裝置，其特征在于，第二支鏈至第五支鏈包括：

第二桿和第二電機，所述第二桿與所述第二電機相連，所述第二電機可以驅動所述第二桿移動，所述第二桿相對于所述第二電機可以繞所述第二桿的軸線轉動；第二U形件，所述第二U形件與第二桿固定連接；

第一鉸鏈座，所述第一鉸鏈座與所述第二U形件通過轉動副連接，所述第一鉸鏈座與主軸通過轉動副連接；

第三套環，所述第三套環與所述第二電機固定連接；第四套環，所述第四套環與所述第三套環通過轉動副連接；

第二固定環，所述第二固定環與所述桁架式基座固定連接，所述第四套環與所述第二固定環通過轉動副連接。

3.根據權利要求1所述的一種桁架式六自由度混聯機器人化加工裝置，其特征在于，所述主軸包括：

第二鉸鏈座，所述第二鉸鏈座與所述第一支鏈的第一U形件通過轉動副連接；

第三鉸鏈座，所述第三鉸鏈座與所述第二支鏈的第一鉸鏈座通過轉動副連接；

第四鉸鏈座，所述第四鉸鏈座與所述第三支鏈的第一鉸鏈座通過轉動副連接；

第五鉸鏈座，所述第五鉸鏈座與所述第四支鏈的第一鉸鏈座通過轉動副連接；

第六鉸鏈座，所述第六鉸鏈座與所述第五支鏈的第一鉸鏈座通過轉動副連接。

4.根據權利要求1所述的一種桁架式六自由度混聯機器人化加工裝置，其特征在于，所述轉臺包括：

轉動平臺，所述轉動平臺安裝在桁架式基座上，可以相對所述主軸轉動；

轉臺驅動電機，所述轉臺驅動電機驅動所述轉動平臺轉動。

5.根據權利要求1所述的一種桁架式六自由度混聯機器人化加工裝置，其特征在于，所述桁架式基座還包括：

所述桁架式基座下半部分由三角形單元及其他多邊形單元構成，以支撐所述主軸和五條支鏈，且設置有安裝所述轉臺的轉臺安裝平臺。