[發明專利]具有相同支鏈結構的四自由度柱坐標并聯機器人

有效

• 申請號: 201910851498.5
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110576432B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉辛軍;孟齊志;謝福貴;汪勁松;呂春哲;宋阿麗
• 申請（專利權）人: 清華大學;煙臺清科嘉機器人聯合研究院有限公司
• 主分類號: B25J9/02
• 分類號: B25J9/02;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: 方芳

1.一種具有相同支鏈結構的四自由度柱坐標并聯機器人，其特征在于，包括：

柱平臺，所述柱平臺限定出YOZ參考面，所述柱平臺的長度方向沿Z軸延伸；

兩個第一驅動裝置，每個所述第一驅動裝置均包括第一驅動器、第一轉軸和第一主動臂；所述第一驅動器設置在所述柱平臺上且與所述第一轉軸相連，以驅動所述第一轉軸轉動，所述第一主動臂的一端套設固定在所述第一轉軸的外周面上，以使所述第一主動臂跟隨所述第一轉軸轉動而轉動，兩個所述第一轉軸沿平行于Z軸的方向設置，兩個所述第一主動臂相對所述YOZ參考面對稱；

兩個第二驅動裝置，每個所述第二驅動裝置均包括第二驅動器、第二轉軸和第二主動臂；所述第二驅動器設置在所述柱平臺上且與所述第二轉軸相連，以驅動所述第二轉軸轉動，所述第二主動臂的一端套設固定在所述第二轉軸的外周面上，以使所述第二主動臂跟隨所述第二轉軸轉動而轉動，兩個所述第二轉軸沿平行于Z軸的方向設置且相對于兩個所述第一轉軸在Z軸方向上間隔開，兩個所述第一主動臂相對所述YOZ參考面對稱；

動平臺，所述動平臺與所述柱平臺在沿Y軸方向上間隔開；

四個支鏈，四個所述支鏈均為平行四邊形復合鏈，每個所述平行四邊形復合鏈均包括兩個軸桿和兩個鏈桿，同一所述平行四邊形復合鏈中的所述軸桿與所述鏈桿之間的連接均為球面鉸接，同一所述平行四邊形復合鏈的兩個所述軸桿中一個固定連接在所述動平臺上、另一個固定連接在對應的所述第一主動臂或者所述第二主動臂上，同一所述平行四邊形復合鏈的兩個所述軸桿的軸線均平行于Z軸；或者

四個所述支鏈分別為單鏈，每個所述單鏈均包括一根單桿和兩個十字軸，所述十字軸包括相互垂直的第一軸和第二軸，同一所述單鏈中的兩個所述第一軸與單桿兩端轉動連接，同一所述單鏈中的兩個所述第一軸互相平行，同一所述單鏈中的兩個所述第二軸中的一個轉動連接在所述動平臺上，另一個轉動連接在對應的所述第一主動臂或者所述第二主動臂上，同一所述單鏈中的兩個所述第二軸均平行于Z軸。

2.根據權利要求1所述的具有相同支鏈結構的四自由度柱坐標并聯機器人，其特征在于，所述柱平臺包括柱平臺主體和連接在所述柱平臺主體上的兩個第一安裝部和兩個第二安裝部，兩個所述第一安裝部的一個和兩個所述第二安裝部的一個沿Z軸方向間隔開地位于所述柱平臺主體的一側，兩個所述第一安裝部的另一個和兩個所述第二安裝部的另一個沿Z軸方向間隔開地位于所述柱平臺主體的另一側，且兩個所述第一安裝部及兩個所述第二安裝部相對所述YOZ參考面對稱；兩個所述第一驅動裝置分別安裝在兩個所述第一安裝部上，兩個所述第二驅動裝置分別安裝在兩個所述第二安裝部上。

3.根據權利要求2所述的具有相同支鏈結構的四自由度柱坐標并聯機器人，其特征在于，所述第一安裝部包括第一板塊，所述第一板塊在垂直于Z軸的一個平面方向上延伸且與所述柱平臺主體固定，所述第一板塊上設有第一轉軸孔，所述第一轉軸穿過所述第一轉軸孔，所述第一驅動器和所述第一主動臂分別位于所述第一板塊的兩側，且所述第一驅動器固定在所述第一板塊上；所述第二安裝部包括第二板塊，所述第二板塊與第一板塊平行且與所述柱平臺主體固定，所述第二板塊上設有第二轉軸孔，所述第二轉軸穿過所述第二轉軸孔，所述第二驅動器和所述第二主動臂分別位于所述第二板塊的兩側，且所述第二驅動器固定在所述第二板塊上。

4.根據權利要求3所述的具有相同支鏈結構的四自由度柱坐標并聯機器人，其特征在于，所述第二安裝部還包括第三板塊，所述第三板塊平行設置于所述第二板塊和所述第三板塊之間，且與所述柱平臺主體固定。

5.根據權利要求4所述的具有相同支鏈結構的四自由度柱坐標并聯機器人，其特征在于，所述第二安裝部還包括連接件，所述第二板塊和所述第三板塊通過所述連接件固定在所述柱平臺主體上。

6.根據權利要求5所述的具有相同支鏈結構的四自由度柱坐標并聯機器人，其特征在于，所述連接件包括由第一連接板、第二連接板和第三連接板依次相連形成的框架，所述第一連接板和所述第三連接板的一端均與所述柱平臺主體固定，所述第一連接板和所述第三連接板的相對的另一端與通過所述第二連接板與所述第二板塊和第三板塊固定；所述第一驅動器安裝在所述第一板塊上時穿過所述框架。