CN103144100A - 三自由度移动并联机器人机构 - Google Patents

三自由度移动并联机器人机构 Download PDF

Info

Publication number
CN103144100A
CN103144100A CN201310091824XA CN201310091824A CN103144100A CN 103144100 A CN103144100 A CN 103144100A CN 201310091824X A CN201310091824X A CN 201310091824XA CN 201310091824 A CN201310091824 A CN 201310091824A CN 103144100 A CN103144100 A CN 103144100A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pair
moving
screw
parallel
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310091824XA
Other languages
English (en)
Inventor
郭林发
杨尹
沈宝国
冷承业
李良湾
许生炎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WANXIN OPTICAL GROUP CO Ltd
Original Assignee
WANXIN OPTICAL GROUP CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WANXIN OPTICAL GROUP CO Ltd filed Critical WANXIN OPTICAL GROUP CO Ltd
Priority to CN201310091824XA priority Critical patent/CN103144100A/zh
Publication of CN103144100A publication Critical patent/CN103144100A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

三自由度移动并联机器人机构,包括动平台(1)、定平台(8)以及连接动平台(1)和定平台(8)的三条分支运动链,其特征在于:所述的每条分支运动链均由一个螺旋副H(7),一个转动副R(5)和一个圆柱副C(2)组成,螺旋副H(7)的轴线垂直于转动副R(5)的轴线,转动副R(5)与圆柱副C(2)的轴线相互平行。本发明,可实现空间的三维移动,除具有并联机构的刚度大、承载高的特点外,还具有结构相对简单,结构对称等特点,可实现高速精密传动。本发明可以设计各种用途的空间并联机器人,并联虚拟轴机床等。

Description

三自由度移动并联机器人机构
技术领域
[0001] 本发明涉及一种空间并联机器人机构,尤其涉及一种能够实现三个移动的三自由度空间并联机器人机构,属于机械设计领域。
背景技术
[0002] 空间并联机器人是当今国内外机器人领域研究的热点之一。与串联机器人相比,并联机器人具有刚度大、负荷自重比高等特点。最早的空间六自由度并联机器人是Swewart1965年采用的6 — SPS平台机构。这种空间并联机构开始用于飞行模拟器,近年来又被设计成并联虚拟轴机床,微动机器人和传感元件等。
[0003] 并联机器人具有广泛应用前景,特别是结构与控制较简单的二、三、四、五自由度并联机器人,是当前应用研究中的一个新热点。相对于六自由度并联机器人,少自由度并联机构的机械结构更趋于简单,从而降低设计、制造和控制的成本。因此,越来越多的学者开始了对少自由度并联机构的研究,尤其是对称少自由度并联机构,如Delta机构、StarLike机构等。中国学者在少自由度并联机器人机构的研究方面也取得了大量的研究成果(如专利申请号:01108297.6 ;01113519.0 ;03113354.1 ;200410018623.8 ;200510037951.7 等)。
[0004]目前三平动并联机构机器人机构作为分拣机构具有广阔的应用前景,为克服并联结构形式的定位部件存在杆件多、运动副多、执行部分的惯性大而导致机构运行速度不高这一问题,需要创造出满足运动形式要求且运动副少、运行速度高的新机型。
发明内容
[0005] 针对以上不足,本发明的目的在于提供一种三自由度移动并联机器人机构,是在动平台和定平台之间连接有三条结构形式相同的分支运动链,从定平台到动平台之间,每条分支均由一个螺旋副,一个转动副和一个圆柱副,螺旋副轴线垂直于转动副轴线,转动副与圆柱副轴线相互平行,实现空间的三维移动。
[0006] 本发明的技术方案是通过以下方式实现的:三自由度移动并联机器人机构,包括动平台、定平台以及连接动平台和定平台的三条分支运动链,其特征在于:所述的每条分支运动链均由一个螺旋副H,一个转动副R和一个圆柱副C组成,螺旋副H的轴线垂直于转动副R的轴线,转动副R与圆柱副C的轴线相互平行。
[0007] 所述的定平台上设有支架,支架是三叉结构,三叉上分别设有三个传动丝杠机构,每个传动丝杠机构由滚珠丝杠、移动滑块、螺母、左限位块、轴承、滚珠丝杠和右限位块组成,滚珠丝杠通过左限位块和右限位块固定在支架上,移动滑块通过电机在滚珠丝杠上移动,移动滑块连接螺旋副H和转动副R,转动副R和圆柱副C通过连杆连接,圆柱副C安装在动平台上。
[0008] 所述的动平台上的三个圆柱副C的轴线平行于同一平面或相互垂直,安装在支架的三个滚珠丝杠可以与定平台成任意角度。
[0009] 所述的传动丝杠机构是普通螺旋副。[0010] 本发明,1、机构工作平台可实现三平动形式的运动输出。2、机构简单、机构关节少,运动副自由度总数只有9个。3、机构的驱动副完全放置于固定平台之上,大大减少了机构整体的运动惯性,从而可以实现机构的高速运动。4、可以有效的改善并联机构因运动副自由度过多而导致的容易发生挠曲和扭转变形的问题。5、通过在运动平台上串接一个夹持工具,由此可应用于高速分拣的场合。
附图说明
[0011] 图1是本发明的结构示意图。
[0012] 图2是滚珠丝杠与支架连接示意图。
[0013] 图中:1.动平台,2.圆柱副C,3.连杆,4.支架,5.转动副R,6.移动滑块,7.螺旋副H,8.定平台,9.螺母,10.左限位块,11.轴承,12.滚珠丝杠,13.右限位块。
具体实施方式
[0014] 由图1知,三自由度移动并联机器人机构,由动平台1、定平台8以及连接动平台I和定平台8的三个分支组成,三条分支由三个螺旋副H 7 (Hn、H21、H32),三个转动副R 5 (R12、R22、R32)和三个圆柱副C2(C13、C23、C33)组成,一个转动副R5和一个圆柱副C2组成螺旋副H7的轴线垂直于转动副R5的轴线,转动副R5与圆柱副C2的轴线相互平行。上下三角形表示动定平台,每个分支是 HRC
运动链。4 (i=l, 2,3; j=l, 2,3)表示运动副的轴线。
[0015] 本发明公开的3-HRC三自由度移动并联机器人机构,安装在动平台I上的三个圆柱副的轴线可以平行于同一平面也可以相互垂直,安装在支架4上的三个螺旋副可以与定平台8成任意角度;三个输入是三个安装在支架4的电机驱动的三个滚珠丝杠12,移动滑块6连接螺旋副H7和转动副 R5,转动副R5和圆柱副C2通过连杆3连接,圆柱副C2安装在动平台I上。
[0016] 由图2知,是滚珠丝杠与支架连接示意图。所述的定平台8上设有支架4,支架4是三叉结构,三叉上分别设有三个传动丝杠机构,传动丝杠机构由滚珠丝杠12、移动滑块
6、螺母9、左限位块10、轴承11、滚珠丝杠12和右限位块13组成,滚珠丝杠12通过左限位块10和右限位块13固定在支架4,移动滑块6通过电机在滚珠丝杠7上移动,移动滑块6连接螺旋副H7和转动副R5,转动副R5和圆柱副C2通过连杆3连接,圆柱副C2安装在动平台I上。动平台I上的三个圆柱副C2的轴线平行于同一平面或相互垂直,安装在支架4的三个滚珠丝杠12可以与定平台8成任意角度。传动丝杠机构可以是普通螺旋副,也可以是精密高速滚珠丝杠副。。
[0017] 螺旋副Hu、H21、^31作为机构的驱动副,通过三个伺服电机实现驱动。当各驱动
副在控制下运动不同位移时,其余的各转动副和圆柱副则在连杆和动平台的拉动下,作相应的运动,从而实现动平台在工作空间内做三维移动的运动输出。
[0018] 本发明可以于设计各种用途的空间并联机器人(如工业生产、分拣等)、并联虚拟轴机床等。

Claims (4)

1.三自由度移动并联机器人机构,包括动平台(I)、定平台(8)以及连接动平台(I)和定平台(8)的三条分支运动链,其特征在于:所述的每条分支运动链均由一个螺旋副H (7),一个转动副R (5)和一个圆柱副C (2)组成,螺旋副H (7)的轴线垂直于转动副R (5)的轴线,转动副R (5)与圆柱副C (2)的轴线相互平行。
2.根据权利要求1所述的三自由度移动并联机器人机构,其特征在于:所述的定平台(8)上设有支架(4),支架(4)是三叉结构,三叉上分别设有三个传动丝杠机构,传动丝杠机构由滚珠丝杠(12 )、移动滑块(6 )、螺母()9、左限位块(10 )、轴承(11)、滚珠丝杠(12 )和右限位块(13)组成,滚珠丝杠(12)通过左限位块(10)和右限位块(13)固定在支架(4),移动滑块(6)通过电机在滚珠丝杠(7)上移动,移动滑块(6)连接螺旋副H (7)和转动副R (5),转动副R (5)和圆柱副C (2)通过连杆(3)连接,圆柱副C (2)安装在动平台(I)上。
3.根据权利要求1所述的三自由度移动并联机器人机构,其特征在于:所述的动平台(I)上的三个圆柱副C (2)的轴线平行于同一平面或相互垂直,安装在支架(4)的三个滚珠丝杠(7)可以与定平台(8)成任意角度。
4.根据权利要求2所述的三自由度移动并联机器人机构,其特征在于:所述的传动丝杠机构是普通螺旋副。
CN201310091824XA 2013-03-21 2013-03-21 三自由度移动并联机器人机构 Pending CN103144100A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310091824XA CN103144100A (zh) 2013-03-21 2013-03-21 三自由度移动并联机器人机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310091824XA CN103144100A (zh) 2013-03-21 2013-03-21 三自由度移动并联机器人机构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103144100A true CN103144100A (zh) 2013-06-12

Family

ID=48542560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310091824XA Pending CN103144100A (zh) 2013-03-21 2013-03-21 三自由度移动并联机器人机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103144100A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104259916A (zh) * 2014-09-15 2015-01-07 燕山大学 一种三自由度并联式主轴头结构
CN104647355A (zh) * 2014-12-30 2015-05-27 中国矿业大学 一种工作空间可调的并联平台
CN104942800A (zh) * 2015-07-02 2015-09-30 上海交通大学 三移动一转动四自由度转动移动完全解耦并联机构
CN105364909A (zh) * 2015-10-26 2016-03-02 浙江理工大学 一种具有三移一转自由度并联分拣机器人
CN109231065A (zh) * 2018-09-28 2019-01-18 北京卫星制造厂有限公司 一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统
CN109877814A (zh) * 2019-04-26 2019-06-14 孙健春 一种并联驱动式全自动搬运机器人
CN109909979A (zh) * 2019-04-16 2019-06-21 上海交通大学 一种船舶螺旋桨轴孔柔性装配并联机器人
CN110405583A (zh) * 2019-07-05 2019-11-05 张美华 一种用于加工泵用螺旋叶片的打磨装置和打磨方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1311083A (zh) * 2001-02-27 2001-09-05 燕山大学 三自由度移动并联机器人机构
CN1927550A (zh) * 2004-09-02 2007-03-14 中国科学院数学与系统科学研究院 一种由圆柱副、圆柱副和球面副构成的并联机构
CN101025247A (zh) * 2007-01-26 2007-08-29 清华大学 运动解耦的空间三自由度并联机构
CN202448136U (zh) * 2011-09-30 2012-09-26 汕头大学 一种少支链六自由度并联机器人
CN203245874U (zh) * 2013-03-21 2013-10-23 万新光学集团有限公司 三自由度移动并联机器人机构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1311083A (zh) * 2001-02-27 2001-09-05 燕山大学 三自由度移动并联机器人机构
CN1927550A (zh) * 2004-09-02 2007-03-14 中国科学院数学与系统科学研究院 一种由圆柱副、圆柱副和球面副构成的并联机构
CN101025247A (zh) * 2007-01-26 2007-08-29 清华大学 运动解耦的空间三自由度并联机构
CN202448136U (zh) * 2011-09-30 2012-09-26 汕头大学 一种少支链六自由度并联机器人
CN203245874U (zh) * 2013-03-21 2013-10-23 万新光学集团有限公司 三自由度移动并联机器人机构

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104259916A (zh) * 2014-09-15 2015-01-07 燕山大学 一种三自由度并联式主轴头结构
CN104647355A (zh) * 2014-12-30 2015-05-27 中国矿业大学 一种工作空间可调的并联平台
CN104647355B (zh) * 2014-12-30 2016-05-11 中国矿业大学 一种工作空间可调的并联平台
CN104942800A (zh) * 2015-07-02 2015-09-30 上海交通大学 三移动一转动四自由度转动移动完全解耦并联机构
CN105364909A (zh) * 2015-10-26 2016-03-02 浙江理工大学 一种具有三移一转自由度并联分拣机器人
CN105364909B (zh) * 2015-10-26 2017-03-22 浙江理工大学 一种具有三移一转自由度并联分拣机器人
CN109231065A (zh) * 2018-09-28 2019-01-18 北京卫星制造厂有限公司 一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统
CN109909979A (zh) * 2019-04-16 2019-06-21 上海交通大学 一种船舶螺旋桨轴孔柔性装配并联机器人
CN109909979B (zh) * 2019-04-16 2022-01-07 上海交通大学 一种船舶螺旋桨轴孔柔性装配并联机器人
CN109877814A (zh) * 2019-04-26 2019-06-14 孙健春 一种并联驱动式全自动搬运机器人
CN110405583A (zh) * 2019-07-05 2019-11-05 张美华 一种用于加工泵用螺旋叶片的打磨装置和打磨方法
CN110405583B (zh) * 2019-07-05 2021-09-14 肇庆全球泵业有限公司 一种用于加工泵用螺旋叶片的打磨装置和打磨方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103144100A (zh) 三自由度移动并联机器人机构
CN105500338A (zh) 双臂scara工业机器人
CN102166749B (zh) 2-prr&pprr三自由度空间并联机器人机构
CN103203741B (zh) 一种三自由度并联机器人机构
CN203245874U (zh) 三自由度移动并联机器人机构
CN108818502B (zh) 具有球面转动自由度的两移动一转动的并联机构
CN102941572A (zh) 一种仅含低副的空间三平动并联机构
CN103381602A (zh) 一种完全解耦的两移一转三自由度空间并联机构
CN102699907B (zh) 三自由度移动解耦并联机器人机构
CN103586864A (zh) 由四条prr支链构成的平面三自由度驱动冗余并联机器人机构
CN103921268B (zh) 用于飞机装配的含prrpr支链并联机构制孔系统
CN102699908A (zh) 两自由度移动解耦并联机器人机构
CN104708619A (zh) 一种动支架三自由度搬运机器人
CN100513062C (zh) 一种四自由度并联机构
CN103659793B (zh) 单支链含闭环的平移驱动三平动并联机构
CN107932482B (zh) 一种可实现三维转动和两维移动运动的五自由度并联机构
CN103481278A (zh) 一种三平动空间并联机器人机构
CN203460172U (zh) 一种高速六自由度并联机械手
CN103895008A (zh) 一种仅含转动副的空间三平动并联机器人机构
CN104760037A (zh) 一种(2t)&(1t1r)四自由度解耦混联机构
CN204054063U (zh) 一种可精密三维移动的Delta结构并联机械手
CN103273482A (zh) 一种主从支链分离式的二平动并联机器人
CN104875187A (zh) 一种(2t1r)&(2r)双动平台解耦混联机器人机构
CN105291091B (zh) 含平面副的三平动一转动并联机器人
CN202555453U (zh) 一种两自由度并联喷涂机器人

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C05 Deemed withdrawal (patent law before 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130612