CN100384599C - 四自由度并联机械臂 - Google Patents

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CN100384599C CNB2006100128246A CN200610012824A CN100384599C CN 100384599 C CN100384599 C CN 100384599C CN B2006100128246 A CNB2006100128246 A CN B2006100128246A CN 200610012824 A CN200610012824 A CN 200610012824A CN 100384599 C CN100384599 C CN 100384599C
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Abstract

本发明公开了一种四自由度并联机械臂，其特征是：基座(1)和腕(5)由第一运动支链(2)、第二运动支链(3)和第三运动支链(4)相连；第三直线电机(8)和第四直线电机(9)及第一导轨(10)都安装在基座(1)上，第一移动滑块(11)和第二移动滑块(12)分别与对应第三直线电机(8)和第四直线电机(9)的推杆的一端固连，第一移动滑块(11)和第二移动滑块(12)通过两个转动副铰链分别与推杆(19)的一端和第一定长杆(13)的一端相连，第一定长杆(13)的另一端通过虎克铰与腕(5)相连；第二运动支链(3)和第三运动支链(4)对称地布置在第一运动支链(2)的两侧，第一直线电机(6)和第二直线电机(7)及第三导轨(21)和第二导轨(20)都安装在基座(1)上，第四移动滑块(18)和第三移动滑块(17)分别与对应第一直线电机(6)和第二直线电机(7)的推杆的一端固连，第三定长杆(16)和第二定长杆(14)分别通过两个虎克铰与腕(5)相连。通过四个直线电机对各移动滑块的驱动，该并联机械臂可实现腕(5)两个自由度的直线移动和两个自由度的转动，本发明具有结构紧凑、刚度高、承载能力强、惯性小和运动解耦性好等优点。在汽车、造船和航空等现代工业领域中具有广阔的应用前景。

Description

四自由度并联机械臂
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，特别是涉及一种四自由度并联机械臂。
背景技术
随着汽车、造船和航空等先进工业技术的不断发展，人们越来越认识到机械臂的重要性，目前，机械臂多采用串联结构，如北京航空航天大学研制的四自由度自动机械臂，哈尔滨工业大学博实精密测控有限责任公司研制的四自由度串联型教学机器人等等，但这种串联机械臂，多数存在结构复杂、刚度差和惯性大等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四自由度并联机械臂，该机械臂具有结构简单、刚度高、承载能力强和运动解耦等优点，可适用于汽车、造船和航空等现代工业领域。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基座1和腕5由第一运动支链2、第二运动支链3和第三运动支链4相连，其中，第一运动支链2包括第三直线电机8、第四直线电机9、第一导轨10、第一移动滑块11和第二移动滑块12、第一定长杆13、支撑杆15、推杆19等部分。第三直线电机8和第四直线电机9及第一导轨10均安装在基座1上，第一移动滑块11和第二移动滑块12分别与对应直线电机的推杆的一端固连，第一移动滑块11和第二移动滑块12通过两个转动副铰链分别与推杆19的一端和第一定长杆13的一端相连，推杆19的另一端通过转动副铰链与支撑杆15的一端相连，支撑杆15的另一端通过转动副铰链与第一定长杆13相连，并且，连接支撑杆15和第一定长杆13的转动副铰链的中心位置与连接第二移动滑块12和第一定长杆13的转动副铰链的中心位置不重合，第一定长杆13的另一端通过虎克铰与腕5相连。
第二运动支链3和第三运动支链4结构相同，第二运动支链3和第三运动支链4分别包括第一直线电机6和第二直线电机7、第三导轨21和第二导轨20、第四移动滑块18和第三移动滑块17、第三定长杆16和第二定长杆14等部分。第一直线电机6和第二直线电机7及第三导轨21和第二20均安装在基座1上，第四移动滑块18和第三移动滑块17分别与对应直线电机的推杆的一端固连，第四移动滑块18和第三移动滑块17分别通过两个球铰与第三定长杆16和第二定长杆14相连，第三定长杆16和第二定长杆14分别通过两个虎克铰与腕5相连，并且，连接腕5与第一定长杆13、第二定长杆14和第三定长杆16的三个虎克铰的中心不共线。第二运动支链3和第三运动支链4布置在第一运动支链2的两侧。该机械臂通过第一直线电机6、第二直线电机7、第三直线电机8和第四直线电机9分别对各移动滑块的驱动，可实现腕5的两个自由度的直线移动和两个自由度的转动。
本发明的有益效果是：该机械臂具有结构紧凑、刚度高、承载能力强、惯性小和运动解耦性好等优点，可适用于汽车、造船和航空等现代工业领域。
附图说明
图1为四自由度并联机械臂的结构图；
图2为四自由度并联机械臂的立体图。
在图1、图2中，1.基座；2.第一运动支链，3.第二运动支链，4.第三运动支链，5.腕，6.第一直线电机，7.第二直线电机，8.第三直线电机，9.第四直线电机，10.第一导轨，11.第一移动滑块，12.第二移动滑块，13.第一定长杆，14.第二定长杆，15.支撑杆，16.第三定长杆，17.第三移动滑块，18.第四移动滑块，19.推杆，20.第二导轨，21.第三导轨。
具体实施方式
图1是本发明公开的一个实施例，这种四自由度并联机械臂包括基座1、腕5和连接于两者之间的第一运动支链2、第二运动支链3和第三运动支链4等。其中，第一运动支链2包括第三直线电机8、第四直线电机9、第一导轨10、第一移动滑块11和第二移动滑块12、第一定长杆13、支撑杆15、推杆19等部分。第三直线电机8、第四直线电机9及第一导轨10均安装在基座1上，第一移动滑块11和第二移动滑块12分别与对应直线电机的推杆的一端固连，也就是说，在各直线电机的驱动下，第一移动滑块11和第二移动滑块12可分别在第一导轨10上(分别为外侧和内侧)滑动，第一移动滑块11和第二移动滑块12通过两个转动副铰链分别与推杆19的一端和第一定长杆13的一端相连，推杆19的另一端通过转动副铰链与支撑杆15的一端相连，支撑杆15的另一端通过转动副铰链与第一定长杆13相连，并且，连接支撑杆15和第一定长杆13的转动副铰链的中心位置与连接第二移动滑块12和第一定长杆13的转动副铰链的中心位置不重合，第一定长杆13的另一端通过虎克铰与腕5相连。第二运动支链3和第三运动支链4结构相同，第二运动支链3和第三运动支链4分别包括第一直线电机6和第二直线电机7、第三导轨21和第二导轨20、第四移动滑块18和第三移动滑块17、第三定长杆16和第二定长杆14等部分。第一直线电机6和第二直线电机7及第三导轨21和第二导轨20均安装在基座1上，第四移动滑块18和第三移动滑块17分别与对应直线电机的推杆的一端固连，也就是说，在直线电机6和7的驱动下第四移动滑块18和第三移动滑块17分别可分别在导轨第三导轨21和第二导轨20上滑动，第四移动滑块18和第三移动滑块17分别通过两个球铰与第三定长杆16和第二定长杆14相连，第三定长杆16和第二定长杆14分别通过两个虎克铰与腕5相连，并且，连接腕5与第一定长杆13、第二定长杆14和第三定长杆16的三个虎克铰的中心不共线。第二运动支链3和第三运动支链4布置在第一运动支链2的两侧。该机械臂通过第一直线电机6、第二直线电机7、第三直线电机8和第四直线电机9分别对各移动滑块的驱动，可实现腕5的两个自由度的直线移动和两个自由度的转动。
该机械臂具有结构紧凑、刚度高、承载能力强、惯性小和运动解耦性好等优点，在汽车、造船和航空等现代工业等领域中具有广阔的应用前景。

Claims (3)

1.一种四自由度并联机械臂，包括基座(1)、腕(5)、第一运动支链(2)、第二运动支链(3)、第三运动支链(4)，第一直线电机(6)、第二直线电机(7)、第三直线电机(8)、第四直线电机(9)，第一导轨(10)、第二导轨(20)、第三导轨(21)，第一移动滑块(11)、第二移动滑块(12)、第三移动滑块(17)、第四移动滑块(18)，第一定长杆(13)、第二定长杆(14)、第三定长杆(16)，支撑杆(15)和推杆(19)，其特征是：基座(1)和腕(5)由第一运动支链(2)、第二运动支链(3)和第三运动支链(4)相连；第一运动支链(2)中，第三直线电机(8)和第四直线电机(9)及第一导轨(10)都安装在基座(1)上，第一移动滑块(11)和第二移动滑块(12)分别与对应第三直线电机(8)和第四直线电机(9)的推杆的一端固连，第一移动滑块(11)和第二移动滑块(12)通过两个转动副铰链分别与推杆(19)的一端和第一定长杆(13)的一端相连，推杆(19)的另一端通过转动副铰链与支撑杆(15)的一端相连，支撑杆(15)的另一端通过转动副铰链与第一定长杆(13)相连，第一定长杆(13)的另一端通过虎克铰与腕(5)相连；第二运动支链(3)和第三运动支链(4)的结构相同，它们对称地布置在第一运动支链(2)的两侧，第一直线电机(6)和第二直线电机(7)及第三导轨(21)和第二导轨(20)都安装在基座(1)上，第四移动滑块(18)和第三移动滑块(17)分别与对应第一直线电机(6)和第二直线电机(7)的推杆的一端固连，第四移动滑块(18)和第三移动滑块(17)分别通过两个球铰与第三定长杆(16)和第二定长杆(14)相连，第三定长杆(16)和第二定长杆(14)分别通过两个虎克铰与腕(5)相连。
2.根据权利要求1所述的四自由度并联机械臂，其特征是：连接支撑杆(15)和第一定长杆(13)的转动副铰链的中心位置与连接第二移动滑块(12)和第一定长杆(13)的转动副铰链的中心位置不重合。
3.根据权利要求1或2所述的四自由度并联机械臂，其特征是：连接腕(5)与第一定长杆(13)、第二定长杆(14)和第三定长杆(16)的三个虎克铰的中心不共线。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101444914A (zh) * 2008-11-19 2009-06-03 浙江工业大学 三自由度拟人并联机械臂

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1231226A (zh) * 1999-04-29 1999-10-13 清华大学 平面双滑块三自由度虚拟轴机床结构
CN1246400A (zh) * 1999-07-16 2000-03-08 清华大学 龙门滑块式内外副混合驱动虚拟轴机床结构
JP2002096281A (ja) * 2000-09-14 2002-04-02 Yoshi Marukawa 二足歩行ロボット
CN2484153Y (zh) * 2001-05-30 2002-04-03 中国科学院沈阳自动化研究所 实现两维转动两维平动的四自由度并联机构
US6516681B1 (en) * 1999-09-17 2003-02-11 Francois Pierrot Four-degree-of-freedom parallel robot
CN1439492A (zh) * 2003-03-06 2003-09-03 天津大学 四自由度混联机器人
CN1498149A (zh) * 2001-02-23 2004-05-19 ά������е�ɷ����޹�˾ 机器或仪器中终端零件的支撑和可编程移动的运动装置
JP2004351544A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Taiyo Kogyo Kk 無線操縦二足歩行ロボット
CN1772444A (zh) * 2005-11-11 2006-05-17 华南理工大学 一种二维平动二维转动的四自由度并联机器人机构

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1231226A (zh) * 1999-04-29 1999-10-13 清华大学 平面双滑块三自由度虚拟轴机床结构
CN1246400A (zh) * 1999-07-16 2000-03-08 清华大学 龙门滑块式内外副混合驱动虚拟轴机床结构
US6516681B1 (en) * 1999-09-17 2003-02-11 Francois Pierrot Four-degree-of-freedom parallel robot
JP2002096281A (ja) * 2000-09-14 2002-04-02 Yoshi Marukawa 二足歩行ロボット
CN1498149A (zh) * 2001-02-23 2004-05-19 ά������е�ɷ����޹�˾ 机器或仪器中终端零件的支撑和可编程移动的运动装置
CN2484153Y (zh) * 2001-05-30 2002-04-03 中国科学院沈阳自动化研究所 实现两维转动两维平动的四自由度并联机构
CN1439492A (zh) * 2003-03-06 2003-09-03 天津大学 四自由度混联机器人
JP2004351544A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Taiyo Kogyo Kk 無線操縦二足歩行ロボット
CN1772444A (zh) * 2005-11-11 2006-05-17 华南理工大学 一种二维平动二维转动的四自由度并联机器人机构

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Denomination of invention: Four-freedom parallel mechanical arm

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Record date: 2009.10.9

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Name of requester: HARBIN LINGYUN CAR PARTS CO., LTD.

Effective date: 20091009

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Granted publication date: 20080430

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