CN102166751A - 少支链六自由度并联机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种少支链六自由度并联机器人,主要由动平台和静平台与四条支链构成,每条支链连接于动平台与静平台之间。在四条支链中,有三条支链结构相同,为主动驱动伸缩杆,在空间中呈对称分布,另外一条主动伸缩支链的一端连接静平台,另一端与动平台通过转动铰与虎克铰相连,中间为两个转轴相互垂直的转动驱动副与主动伸缩杆,实现动平台的空间六自由度运动。本发明适用于开发机械制造中的加工装备,工业机器人及运动模拟器,作为运动模拟器,可用于驾驶员的培训,能够大幅度降低航空、航天、航海等作业训练成本。

Description

少支链六自由度并联机器人
技术领域
[0001] 本发明属于数控机床、工业机器人、机械制造以及运动模拟器的技术领域,特别涉及一种少支链六自由度并联机器人。
背景技术
[0002] 并联机器人是由多条运动支链的一端与一个具有多自由度的终端操作器相连而构成的机器人,理论上它具有刚度大,结构稳定,负载能力强,误差小,精度高,响应速度快, 容易控制等一系列优点,与已获得广泛应用的串联机器人构成了互补关系,扩大了机器人的应用领域。目前,并联机器人已被成功地应用于数控机床、工业机器人、运动模拟器、大型射电望远镜的精确定位装置、医用机器人以及典型抓取作业环境中的高速机械手等方面。 六自由度并联机器人一般用于运动模拟器以及机械装配等需要结构紧凑及大工作空间的场合。
发明内容
[0003] 本发明的主要目的是提供一种少支链六自由度并联机构,该机构可用于开发机械制造中的加工装备,工业机器人及运动模拟器,这种并联机构的特点是由三条主动伸缩支链和一条中间运动支链组成,该中间运动支链的下端连接静平台,上端通过转动铰与虎克铰连接动平台,中间为两个转轴相互垂直的转动驱动副与主动伸缩杆,且其中一个转动驱动副的轴线平行于静平台。
[0004] 本发明由动平台和静平台与四条支链构成,每条支链连接于动平台与静平台之间。在四条支链中,有三条支链结构相同,为主动驱动伸缩杆,在空间中呈对称分布,另外一条主动伸缩支链的一端连接静平台,另一端与动平台通过转动铰与虎克铰相连,中间为两个转轴相互垂直的转动驱动副与主动伸缩杆,实现动平台的空间六自由度运动。
[0005] 由于本发明机构具有至少三个主动支链的机械结构完全相同且可模块化设计与制造,结构简单、制造成本低且安装容易,与传统W^ewart平台相比,减少了支链的总数从而减少了支链间的干涉,又增大了机构的工作空间和灵活度,同时还保留了并联机构自身的刚度大和承载能力强等优点。本机构适用于开发机械制造中的加工装备,工业机器人及运动模拟器,作为运动模拟器,可用于驾驶员的培训,能够大幅度降低航空、航天、航海等作业训练成本。
附图说明
[0006] 下面结合附图对本发明进行详述。
[0007] 图1是本实用新型结构示意图。
[0008] 其中图中:静平台1、虎克铰2、伸缩杆3、球铰4、动平台5、虎克铰6、转动副7、伸缩杆8、第一转动驱动副9、第二转动驱动副10、下端垂直固结静平台的杆11。
[0009]具体实施方式
[0010] 如图1所示,静平台1固定不动,四条支链连接于静平台1与动平台5之间,其中三条外支链为结构形式相同的主动伸缩支链,在空间中呈轴对称分布,另一条带两个转动驱动副的主动伸缩支链的一端与静平台连接,另一端与动平台通过转动铰7和虎克铰6与动平台5相连。
[0011] 三条外主动伸缩支链的结构相同,由虎克铰2、伸缩杆3和球铰4组成,其中伸缩杆作为动力驱动装置,可由电机驱动滚珠丝杠或者液压驱动来实现,球铰与动平台及虎克铰与静平台的连接处均呈等边三角形分布。伸缩杆与动平台之间通过球铰连接,伸缩杆与静平台之间通过虎克铰连接。
[0012] 带转动驱动副的主动伸缩支链下端杆11垂直固结于静平台,主动伸缩杆8的驱动可由电机驱动的滚珠丝杠或者液压驱动来实现,第一转动驱动副9和第二转动驱动副10的转轴相互垂直,且第二转动驱动副的转轴平行于静平台,驱动副9与转动副10可由电机驱动,该支链上端与动平台之间通过虎克铰6连接,7为主动支链上的转动副,转动副7的轴线垂直于第一转动驱动副9的转轴。

Claims (9)

1. 一种少支链六自由度并联机构,其特征是机械结构由静平台、动平台与四条支链组成,其中三条主动支链在空间中呈轴对称分布,另一条主动支链的一端连接静平台,另一端与动平台相连,该主动支链上有两个转动驱动副与一个移动驱动副。
2.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机构,其特征是在四条主动支链上安装动力驱动装置,具体实施是在主动伸缩杆上由电机驱动滚珠丝杠或者液压驱动来实现,在转动驱动副上由电机驱动来实现。
3.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机构,其特征是中间有一条主动支链的一端连接静平台,另一端与动平台之间通过虎克铰连接,此时该支链上安装两个转轴相互垂直的转动驱动副,且第二转动驱动副的转轴平行于静平台。
4.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机构,其特征是中间主动支链通过第一转动驱动副、第二转动驱动副、主动伸缩杆、被动转动副、虎克铰与动平台相连,其中, 中间主动伸缩杆上的被动转动副也可以不安装,即虎克铰直接与主动伸缩杆连接,得到两转动三移动的五自由度并联机构。
5.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机构,其特征是中间有一条主动支链,一端垂直连接于静平台,中间主动支链的另一端与动平台之间也可通过球铰链连接。
6.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机构,其特征是三条外部主动支链为主动伸缩杆,在空间中呈轴对称分布,三条主动支链与动平台的连接处呈等边三角形分布,三条主动支链与静平台的连接处呈等边三角形分布。
7.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机构,其特征是三条外部主动支链与动平台之间通过球铰连接,三条外部主动支链与静平台之间通过虎克铰连接。
8.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机构,其特征是三条外部主动支链与静平台之间也可以通过球铰连接,三条外部主动支链与动平台之间通过球铰连接。
9.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机构,其特征是三条外部主动支链与静平台之间通过球铰链连接,三条外部主动支链与动平台之间可通过虎克铰连接。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20110831

Assignee: SHENZHEN LUYUAN AUTOMATION EQUIPMENT CO., LTD.

Assignor: Shantou Univ.

Contract record no.: 2016440000117

Denomination of invention: Branched chain-less and six-freedom degree parallel manipulator

Granted publication date: 20150401

License type: Exclusive License

Record date: 20160720