[發(fā)明專利]一種六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010002632.7
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111267070B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭斌彬;邱文利;劉亞非
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 汪清

本發(fā)明公開了一種六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括靜平臺、動平臺和并聯(lián)連接在這兩者之間的三條雙驅(qū)動復(fù)合運(yùn)動支鏈；所述雙驅(qū)動復(fù)合運(yùn)動支鏈由平面五桿機(jī)構(gòu)組成，該結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)驅(qū)動裝置，用來驅(qū)動支鏈中的兩個(gè)驅(qū)動組件；靜平臺與雙驅(qū)動復(fù)合運(yùn)動支鏈之間通過轉(zhuǎn)動副相連，動平臺與雙驅(qū)動復(fù)合運(yùn)動支鏈之間通過球鉸相連；本發(fā)明的六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，相比其他六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，本發(fā)明機(jī)構(gòu)中動平臺只受三條復(fù)合運(yùn)動支鏈的約束，運(yùn)動支鏈數(shù)目少，具有轉(zhuǎn)動能力大和工作空間大等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)可定義為動平臺和靜平臺通過至少兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動支鏈相連接,具有兩個(gè)及兩個(gè)以上自由度,且以并聯(lián)方式驅(qū)動的一種閉環(huán)機(jī)構(gòu)。并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動精度高,剛度大,動態(tài)響應(yīng)好等特點(diǎn)。目前大部分的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)中連接運(yùn)動平臺的支鏈數(shù)量為6個(gè)或者6個(gè)以上，加上運(yùn)動鉸鏈的結(jié)構(gòu)限制，使得其運(yùn)動平臺的轉(zhuǎn)動能力較差。專利CN106363616A所公布的一種六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動平臺和固定平臺之間分布有六條支鏈，每條支鏈由伺服電機(jī)驅(qū)動的主動臂和從動臂組成，六組支鏈兩兩一組均勻分布在運(yùn)動平臺四周，并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間是各支鏈的可達(dá)空間的交集，支鏈越多交集越少，其工作就越小。專利CN107053141A所公布的一種全域恒平衡重載六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，所述包括固定平臺、運(yùn)動平臺、承重平臺、六條結(jié)構(gòu)完全相同的驅(qū)動分支和三條承重分支，三條承重分支連接在固定平臺和承重平臺之間，承重平臺與運(yùn)動平臺之間再通過第二球鉸連接，該機(jī)構(gòu)連接運(yùn)動平臺的支鏈總數(shù)為7個(gè)，這將極大地制約運(yùn)動平臺的姿態(tài)能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，以提供一種運(yùn)動支鏈數(shù)目少、支鏈之間不易相互干涉、動平臺轉(zhuǎn)動能力大和工作空間大的機(jī)器人機(jī)構(gòu)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括靜平、動平臺以及并聯(lián)連接在靜平臺和動平臺之間的三條雙驅(qū)動復(fù)合運(yùn)動支鏈；所述雙驅(qū)動復(fù)合運(yùn)動支鏈包括轉(zhuǎn)動桿以及分別通過轉(zhuǎn)動副連接在轉(zhuǎn)動桿兩端的第一驅(qū)動組件、第二驅(qū)動組件；所述轉(zhuǎn)動桿和靜平臺之間通過轉(zhuǎn)動副相連；所述第一驅(qū)動組件包括相連接并可相對運(yùn)動的第一連接件、第二連接件；所述第二驅(qū)動組件包括相連接并可相對運(yùn)動的第三連接件、第四連接件；所述第一連接件、第三連接件均通過轉(zhuǎn)動副與轉(zhuǎn)動桿相連；所述第一連接件和第三連接件與轉(zhuǎn)動桿連接的轉(zhuǎn)動副的軸線均垂直于轉(zhuǎn)動桿與靜平臺相連的轉(zhuǎn)動副的軸線并與之共面；

所述第四連接件通過轉(zhuǎn)動副與第二連接件相連；且所述第一連接件和第三連接件與轉(zhuǎn)動桿連接的轉(zhuǎn)動副的軸線均平行于第四連接件與第二連接件連接的轉(zhuǎn)動副；所述轉(zhuǎn)動桿、第一連接件、第二連接件、第四連接件第一連接件依次相連形成一個(gè)封閉的平面五桿機(jī)構(gòu)；所述第一驅(qū)動組件、第二驅(qū)動組件分別設(shè)有驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動第一驅(qū)動組件、第二驅(qū)動組件的運(yùn)動；所述動平臺與第二連接件之間通過球鉸相連。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：

連接在靜平臺和動平臺之間的并聯(lián)機(jī)構(gòu)采用雙驅(qū)動復(fù)合運(yùn)動支鏈結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)驅(qū)動裝置，用來驅(qū)動支鏈中的兩個(gè)驅(qū)動組件，實(shí)現(xiàn)了動平臺與靜平臺之間并聯(lián)連接三條運(yùn)動支鏈卻達(dá)到了動平臺具有六個(gè)運(yùn)動自由度的效果，由于支鏈數(shù)目少，所以支鏈之間不易相互干涉，動平臺轉(zhuǎn)動能力大、工作空間大；雙驅(qū)動復(fù)合運(yùn)動支鏈結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動副和移動副兩種連接結(jié)構(gòu)，而且可以實(shí)現(xiàn)不同的布置方式，分別適用于不同的應(yīng)用場景，擴(kuò)展了機(jī)構(gòu)的使用范圍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的靜平臺與中心軸轉(zhuǎn)動副連接示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。