[發明專利]一種含雙平臺的五自由度混聯機器人

有效

• 申請號: 201811315404.4
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109366463B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 董成林;岳巍;劉海濤;黃田;洪鷹;肖聚亮;李錦濤
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種含雙平臺的五自由度混聯機器人，包括有定位頭、第一長度調節裝置、第二長度調節裝置和第三長度調節裝置，第一長度調節裝置的中部貫穿的鉸接在第一轉動支架上，前端與動平臺固定連接，第一轉動支架的兩側端分別各通過一自由度鉸鏈旋轉地連接第一固定軸座，第二長度調節裝置和第三長度調節裝置的中部均貫穿的鉸接在第二轉動支架上，第二轉動支架的兩側端分別各通過一自由度鉸鏈旋轉地連接第二固定軸座，第二長度調節裝置和第三長度調節裝置的前端對應通過第二鉸鏈和第三鉸鏈鉸接在副平臺上，副平臺套在動平臺的外側，并與動平臺旋轉連接。本發明既具有大工作空間，又能有效減少長度調節裝置數目，降低制造成本，同時保持一定剛度和精度。

技術領域

本發明涉及一種五自由度混聯機器人。特別是涉及一種含雙平臺的五自由度混聯機器人。

背景技術

近年來，混聯機器人憑借其工作空間/裝備占地比大、精度/剛度高、靈活性強、可模塊化等優點，在航空/航天、核電/風電、交通運輸等產業得到廣泛應用，以混聯機器人模塊為核心的單機制造單元或多機制造系統正逐漸成為大型復雜零件高效、高精度、現場短流程加工制造的重要手段。

專利GB2173472(或EP0200369、US4790718)所公開的五自由度混聯機器人工作空間大，運動學模型具有解析解，靜/動態性能高，但其結構復雜，機構鉸鏈數目和構件數目過多，導致其制造成本高、工藝復雜；專利ZL104985596A所公開的一類含多軸轉動支架的五自由度混聯機器人比GB2173472(或EP0200369、US4790718)所公開的混聯機器人節省了6個鉸鏈自由度數目，但此類機構中，僅限制動平臺自由度的長度調節裝置和僅為動平臺提供驅動的長度調節裝置是分開的，導致長度調節裝置數目過多，結構復雜，增加制造成本和機器人整機質量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種既具有大工作空間，又能有效減少長度調節裝置數目，降低制造成本，同時保持一定剛度和精度的可重構模塊化的含雙平臺的五自由度混聯機器人。

本發明所采用的技術方案是：一種含雙平臺的五自由度混聯機器人，包括有定位頭和末端與定位頭串接的動平臺，還設置有第一長度調節裝置、第二長度調節裝置和第三長度調節裝置，所述第一長度調節裝置的中部貫穿的鉸接在第一轉動支架上，前端與所述的動平臺固定連接，所述第一轉動支架的兩側端分別各通過一自由度鉸鏈旋轉地連接第一固定軸座，所述第二長度調節裝置和第三長度調節裝置的中部均貫穿的鉸接在第二轉動支架上，所述第二轉動支架的兩側端分別各通過一自由度鉸鏈旋轉地連接第二固定軸座，所述第二長度調節裝置和第三長度調節裝置的前端對應通過第二鉸鏈和第三鉸鏈鉸接在副平臺上，所述副平臺套在所述動平臺的外側，并與所述動平臺旋轉連接。

所述的第二鉸鏈和第三鉸鏈結構相同，均是具有三個轉動自由度的鉸鏈，包括有球鉸外圈和與球鉸外圈鉸接連接的球鉸內圈，其中，所述球鉸外圈的一端同軸且一體形成有用于與所述副平臺鉸接的球鉸連接軸，所述球鉸外圈的另一端形成有用于與一體形成在所述球鉸內圈一端的球體鉸接的凹槽，所述球鉸內圈的另一端形成有用于與所述第二長度調節裝置或第三長度調節裝置螺紋連接的外螺紋。

所述的副平臺包括有前后開口的筒狀結構的副平臺主體，一體形成在所述副平臺主體前端口上的邊沿，所述邊沿上形成有用于分別通過第二鉸鏈和第三鉸鏈對應連接所述第二長度調節裝置和第三長度調節裝置的第一凸耳和第二凸耳，所述第一凸耳和第二凸耳均形成有用于與所述第二鉸鏈和第三鉸鏈上的球鉸連接軸鉸接連接的鉸接孔，所述副平臺主體的內側設置有用于與所述平臺旋轉連接的軸瓦。

動平臺包括有前端與所述的定位頭相連、后端與所述的第一長度調節裝置相連的平臺主體，所述平臺主體的外側設置有用于與所述副平臺主體內側的軸瓦旋轉連接的軸轂。

本發明的一種含雙平臺的五自由度混聯機器人，既具有大工作空間，又能有效減少長度調節裝置數目，降低制造成本，同時保持一定剛度和精度。本發明具有如下優點：