CN103624774A - 一种6自由度串并联机器人 - Google Patents

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于凌涛
李宏伟
庄忠平
孙立强
王文杰
王正雨
杨景
李洪洋
王涛
张宝玉
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Abstract

本发明提供的是一种6自由度串并联机器人。包括横向平移机构，安装在横向平移机构上的纵向平移机构，安装在纵向平移机构的并联机构，所述并联机构包括静平台、一个第一液压缸、三个第二液压缸和动平台，第一液压缸的下端固定在静平台上、上端通过球铰链与动平台的形心连接，每个第二液压缸的下端通过虎克铰与静平台连接、上端通过球铰链与动平台。本发明是一种面向工作平台而研究的6自由度串并联机器人，将并联机构与串联机构结合起来，两种机构优势互补，拓展了并联机构的应用范围。稳定可靠、工作空间大、位姿控制容易实现。

Description

一种6自由度串并联机器人
技术领域
本发明涉及的是一种串并联机器人，具体地说是一种具有六个自由度的串并联机器人。
背景技术
并联机器人作为一种新型的机器人，主要由动平台、静平台和两者之间的支链组成。相对于串联机构，并联机构具有精度高、无累积误差、机构紧凑、刚度高、承载能力大、工作空间小等特点。因此，并联机器人在需要高刚度、高精度、大载荷但又无需较大的工作空间的领域得到广泛应用。串联机构活动空间大，目前已经成熟地应用到各个领域。国内外对于串并联机器人或者机构的研究也有很多，例如申请号为201210394480.5、名称为一种三手爪3SPR+3RPS型串并联机器人等专利文件中公开的技术方案等。
发明内容
本发明目的在于提供一种稳定可靠、工作空间大、位姿控制容易实现的6自由度串并联机器人。
本发明的目的是这样实现的：包括横向平移机构，安装在横向平移机构上的纵向平移机构，安装在纵向平移机构的并联机构，所述并联机构包括静平台、一个第一液压缸、三个第二液压缸和动平台，第一液压缸的下端固定在静平台上、上端通过球铰链与动平台的形心连接，每个第二液压缸的下端通过虎克铰与静平台连接、上端通过球铰链与动平台。
所述纵向平移机构包括底板，第一底板上通过轴承安装有第一丝杠，第一丝杠上设置第一丝杠螺母，第一底板的一端安装第一伺服电机，第一伺服电机通过联轴器与第一丝杠相连，第一底板的两侧设置第一导轨，第一导轨上设置第一滑块，并联机构的静平台固定在第一滑块和第一丝杠螺母上。
所述横向平移机构包括底板，第二底板上通过轴承安装有第二丝杠，第二丝杠上设置第二丝杠螺母，第二底板的一端安装第二伺服电机，第二伺服电机通过联轴器与第二丝杠相连，第二底板的两侧设置第二导轨，第二一导轨上设置第二滑块，纵向平移机构的第一底板固定在第二滑块和第二一丝杠螺母上。
本发明主要由1-PS-3-SPS并联机构、纵向平移机构、横向平移机构组成。1-PS-3-SPS并联机构由静平台、PS液压缸、虎克铰、SPS液压缸、球铰链、动平台组成；纵向平移机构由伺服电机、电机安装板、联轴器、端盖Q、角接触球轴承、轴套Q、轴承支座Q、滚珠丝杠副Z、滑块Z、丝杠螺母安装板Z、导轨Z、底板、轴承支座M、轴套M、角接触球轴承、端盖M组成，纵向平移机构通过滑块Z、丝杠螺母安装板Z与1-PS-3-SPS并联机构连接；横向平移机构由伺服电机、电机安装板、联轴器、端盖Q、角接触球轴承、轴套Q、轴承支座Q、滚珠丝杠副H、滑块H、丝杠螺母安装板H、导轨H、底板、轴承支座M、轴套M、角接触球轴承、端盖M组成，横向平移机构通过滑块H、丝杠螺母安装板H与纵向平移机构连接。
本发明是一种面向工作平台而研究的6自由度串并联机器人，将并联机构与串联机构结合起来，两种机构优势互补，拓展了并联机构的应用范围。具有以下特点：
1、结构稳定性好、承载能力强、工作空间大。
2、具有方形的工作空间。
3、本发明的1-PS-3-SPS并联机构具有四个自由度，更加易于控制。
4、本发明的1-PS-3-SPS并联机构的驱动方式为液压驱动。
5、本发明的纵向平移机构和横向平移机构采用双导轨作为支撑，提高了平移部件稳定性。
6、本发明的纵向平移机构和横向平移机构的驱动方式为电力驱动。
7、本发明的各部分部件易于装卸，维修很方便。
附图说明
图1是本发明的整体机构图。
图2是本发明的1-PS-3-SPS并联机构示意图。
图3是本发明的纵向平移机构示意图。
图4是本发明的横向平移机构示意图。
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施方式，并结合附图加以说明。
结合图1，本发明主要1-PS-3-SPS并联机构1、纵向平移机构2、横向平移机构3组成。
结合图2，1-PS-3-SPS并联机构1由静平台1-1、PS液压缸1-2、虎克铰1-3、SPS液压缸1-4、球铰链1-5、动平台1-6组成；PS液压缸1-2下端通过螺栓固定在静平台1-1上，上端通过球铰链1-5与动平台1-6的形心连接，控制PS液压缸1-2可以调节动平台1-6的高度；SPS液压缸1-4下端通过虎克铰1-3与静平台1-1连接，上端通过球铰链1-5与动平台1-6连接，通过控制三个SPS液压缸1-4可以实现动平台1-6姿态的调整。
结合图3，纵向平移机构2伺服电机2-1、电机安装板2-2、联轴器2-3、端盖Q2-4、角接触球轴承2-5、轴套Q2-6、轴承支座Q2-7、滚珠丝杠副Z2-8、滑块Z2-9、丝杠螺母安装板Z2-10、导轨Z2-11、底板2-12、轴承支座M2-13、轴套M2-14、角接触球轴承2-15、端盖M2-16组成；丝杠螺母安装板Z2-10、滑块Z2-9与1-PS-3-SPS并联机构1连接，导轨Z2-11作为主要支撑；滚珠丝杠副Z2-8前后通过端盖Q2-4、角接触球轴承2-5、轴套Q2-6、轴承支座Q2-7、轴承支座M2-13、轴套M2-14、角接触球轴承2-15、端盖M2-16实现两端固定；滚珠丝杠副Z2-8的丝杠螺母与丝杠螺母安装板Z2-10连接，伺服电机2-1直接驱动滚珠丝杠副Z2-8带动1-PS-3-SPS并联机构1移动。
结合图4，横向平移机构3由伺服电机3-1、电机安装板3-2、联轴器3-3、端盖Q3-4、角接触球轴承3-5、轴套Q3-6、轴承支座Q3-7、滚珠丝杠副H3-8、滑块H3-9、丝杠螺母安装板H3-10、导轨H3-11、底板3-12、轴承支座M3-13、轴套M3-14、角接触球轴承3-15、端盖M3-16组成；横向平移机构3的基本结构与纵向平移机构2的基本结构相同，都是采用双导轨支撑，伺服电机通过滚珠丝杠副驱动的方式；不同之处在于丝杠螺母安装板H3-10、滑块H3-9连接是纵向平移机构2。
结合图1、2、3、4，本发明整体串联是这样实现的：1-PS-3-SPS并联机构1的静平台1-1与纵向平移机构2的丝杠螺母安装板Z2-10、滑块Z2-9连接；纵向平移机构2的底板2-12与横向平移机构3的丝杠螺母安装板H3-10、滑块H3-9连接。
本实施方式将1-PS-3-SPS并联机构1、纵向平移机构2和横向平移机构3组合起来，充分发挥并联机构高刚度、高精度、大载荷的优点，以串联机构弥补并联机构工作空间小的缺点，拓展了机器人的应用范围。

Claims (3)

1.一种6自由度串并联机器人，包括横向平移机构，安装在横向平移机构上的纵向平移机构，安装在纵向平移机构的并联机构，其特征是：所述并联机构包括静平台、一个第一液压缸、三个第二液压缸和动平台，第一液压缸的下端固定在静平台上、上端通过球铰链与动平台的形心连接，每个第二液压缸的下端通过虎克铰与静平台连接、上端通过球铰链与动平台。
2.根据权利要求1所述的一种6自由度串并联机器人，其特征是：所述纵向平移机构包括底板，第一底板上通过轴承安装有第一丝杠，第一丝杠上设置第一丝杠螺母，第一底板的一端安装第一伺服电机，第一伺服电机通过联轴器与第一丝杠相连，第一底板的两侧设置第一导轨，第一导轨上设置第一滑块，并联机构的静平台固定在第一滑块和第一丝杠螺母上。
3.根据权利要求1或2所述的一种6自由度串并联机器人，其特征是：所述横向平移机构包括底板，第二底板上通过轴承安装有第二丝杠，第二丝杠上设置第二丝杠螺母，第二底板的一端安装第二伺服电机，第二伺服电机通过联轴器与第二丝杠相连，第二底板的两侧设置第二导轨，第二一导轨上设置第二滑块，纵向平移机构的第一底板固定在第二滑块和第二一丝杠螺母上。
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Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103895009A (zh) * 2014-04-22 2014-07-02 四川大学 三自由度球心可调球面并联机构
CN104015186A (zh) * 2014-06-26 2014-09-03 山东大学（威海） 三维平动一维转动的四自由度并联机构
CN104229158A (zh) * 2014-09-03 2014-12-24 上海交通大学 用于大型筒状薄壁构件自动装配的六自由度定位调姿装备
CN104816293A (zh) * 2015-05-14 2015-08-05 安徽中家智锐科技有限公司 一种八自由度的移动机械臂
CN105291094A (zh) * 2015-11-27 2016-02-03 中国地质大学（武汉） 一种平动与转动解耦的六自由度重载机器人机构
CN105922091A (zh) * 2016-05-04 2016-09-07 衢州学院 一种板件抛光一体机
CN105921449A (zh) * 2016-06-28 2016-09-07 徐香庭 一种三自由度高铁轨道清洗用自稳移动支撑设备
CN106002220A (zh) * 2016-07-07 2016-10-12 浙江鼎盛汽车紧固件有限公司 一种汽车紧固件自动机械手装配装置
CN106002953A (zh) * 2016-07-06 2016-10-12 徐子桐 一种用于混凝土道路吸水设备的并联机械手
CN106111591A (zh) * 2016-06-28 2016-11-16 徐香庭 一种铁轨清洗专用支撑设备
CN106426107A (zh) * 2016-11-15 2017-02-22 常州大学 一种张拉整体隔振机构
CN107007946A (zh) * 2017-06-06 2017-08-04 成都博士科技有限公司 一种用于质子和重离子治疗头颈部癌症的自动椅
CN107139165A (zh) * 2017-06-23 2017-09-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 混联的六自由度空间对接机构
CN107139208A (zh) * 2017-06-26 2017-09-08 上海交通大学 介电弹性体机械腕关节
CN107965645A (zh) * 2017-11-17 2018-04-27 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 一种六自由度串联平台
CN108622435A (zh) * 2018-05-07 2018-10-09 中国商用飞机有限责任公司 六自由度apu安装调节装置
CN108891915A (zh) * 2018-05-04 2018-11-27 嘉善信道五金塑料模具厂 一种用于五金零件生产的推料装置
CN109733530A (zh) * 2018-12-14 2019-05-10 上海海事大学 一种串并联六自由度主动波浪补偿平台及其补偿方法
CN110260110A (zh) * 2019-06-27 2019-09-20 上海海事大学 一种用于波浪补偿的六自由度混联平台
CN110371915A (zh) * 2019-06-06 2019-10-25 江阴市富仁高科股份有限公司 一种与加油机连接的自动加油枪及加油方法
CN110901785A (zh) * 2019-12-10 2020-03-24 哈尔滨工程大学 一种新型六足锅炉水冷壁检修机器人
CN111243374A (zh) * 2020-01-17 2020-06-05 杜建男 一种大平动行程和高响应速度的六自由度运动模拟器
CN113759096A (zh) * 2021-08-31 2021-12-07 四川大学 一种研究激光破岩技术的多自由度实验平台
CN113769354A (zh) * 2021-08-26 2021-12-10 温州理工学院 一种武术长兵对抗运动训练设备的步伐调节机构
CN113884323A (zh) * 2021-09-23 2022-01-04 武汉船用机械有限责任公司 海上波浪补偿吊机测试装置及测试方法
CN114012753A (zh) * 2021-11-18 2022-02-08 山东科技大学 一种咽拭子采样机器人
CN114654451A (zh) * 2022-04-13 2022-06-24 浙江大学 一种用于高精密对接任务的联动型重载六自由度并联机器人
CN115024264A (zh) * 2022-07-26 2022-09-09 浙大宁波理工学院 一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统
CN115533930A (zh) * 2022-09-08 2022-12-30 天津大学 一种新型飞机舱内大型单体装配机器人

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6099217A (en) * 1995-12-20 2000-08-08 Wiegand; Alexander Konrad Device for spatially moving a body with three to six degrees of freedom in a controlled manner
US6336375B1 (en) * 1994-03-02 2002-01-08 Renishaw, Plc Coordinate positioning machine
CN1358609A (zh) * 2000-12-19 2002-07-17 四川大学 基于混联机构的虚拟轴机床
CN1788899A (zh) * 2005-12-28 2006-06-21 哈尔滨工业大学 五自由度数控铣床
CN201787966U (zh) * 2010-05-13 2011-04-06 扬州大学 一种串并联组合的六自由度调节平台

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6336375B1 (en) * 1994-03-02 2002-01-08 Renishaw, Plc Coordinate positioning machine
US6099217A (en) * 1995-12-20 2000-08-08 Wiegand; Alexander Konrad Device for spatially moving a body with three to six degrees of freedom in a controlled manner
CN1358609A (zh) * 2000-12-19 2002-07-17 四川大学 基于混联机构的虚拟轴机床
CN1788899A (zh) * 2005-12-28 2006-06-21 哈尔滨工业大学 五自由度数控铣床
CN201787966U (zh) * 2010-05-13 2011-04-06 扬州大学 一种串并联组合的六自由度调节平台

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103895009A (zh) * 2014-04-22 2014-07-02 四川大学 三自由度球心可调球面并联机构
CN104015186A (zh) * 2014-06-26 2014-09-03 山东大学（威海） 三维平动一维转动的四自由度并联机构
CN104229158A (zh) * 2014-09-03 2014-12-24 上海交通大学 用于大型筒状薄壁构件自动装配的六自由度定位调姿装备
CN104229158B (zh) * 2014-09-03 2016-05-25 上海交通大学 用于大型筒状薄壁构件自动装配的六自由度定位调姿装备
CN104816293A (zh) * 2015-05-14 2015-08-05 安徽中家智锐科技有限公司 一种八自由度的移动机械臂
CN105291094A (zh) * 2015-11-27 2016-02-03 中国地质大学（武汉） 一种平动与转动解耦的六自由度重载机器人机构
CN105291094B (zh) * 2015-11-27 2017-02-01 中国地质大学（武汉） 一种平动与转动解耦的六自由度重载机器人机构
CN105922091A (zh) * 2016-05-04 2016-09-07 衢州学院 一种板件抛光一体机
CN108114936A (zh) * 2016-06-28 2018-06-05 徐香庭 一种智能轨道交通铁轨清洗作业用支撑设备
CN105921449A (zh) * 2016-06-28 2016-09-07 徐香庭 一种三自由度高铁轨道清洗用自稳移动支撑设备
CN106111591B (zh) * 2016-06-28 2018-07-27 嵊州亿源投资管理有限公司 一种铁轨清洗专用支撑设备
CN106111591A (zh) * 2016-06-28 2016-11-16 徐香庭 一种铁轨清洗专用支撑设备
CN106002953A (zh) * 2016-07-06 2016-10-12 徐子桐 一种用于混凝土道路吸水设备的并联机械手
CN106002953B (zh) * 2016-07-06 2018-05-15 哈工大机器人集团（广州）知识产权投资控股有限公司 一种用于混凝土道路吸水设备的并联机械手
CN106002220A (zh) * 2016-07-07 2016-10-12 浙江鼎盛汽车紧固件有限公司 一种汽车紧固件自动机械手装配装置
CN106426107A (zh) * 2016-11-15 2017-02-22 常州大学 一种张拉整体隔振机构
CN106426107B (zh) * 2016-11-15 2019-01-25 常州大学 一种张拉整体隔振机构
CN107007946A (zh) * 2017-06-06 2017-08-04 成都博士科技有限公司 一种用于质子和重离子治疗头颈部癌症的自动椅
CN107139165A (zh) * 2017-06-23 2017-09-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 混联的六自由度空间对接机构
CN107139208A (zh) * 2017-06-26 2017-09-08 上海交通大学 介电弹性体机械腕关节
CN107965645A (zh) * 2017-11-17 2018-04-27 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 一种六自由度串联平台
CN108891915A (zh) * 2018-05-04 2018-11-27 嘉善信道五金塑料模具厂 一种用于五金零件生产的推料装置
CN108622435A (zh) * 2018-05-07 2018-10-09 中国商用飞机有限责任公司 六自由度apu安装调节装置
CN108622435B (zh) * 2018-05-07 2021-07-02 中国商用飞机有限责任公司 六自由度apu安装调节装置
CN109733530A (zh) * 2018-12-14 2019-05-10 上海海事大学 一种串并联六自由度主动波浪补偿平台及其补偿方法
CN110371915A (zh) * 2019-06-06 2019-10-25 江阴市富仁高科股份有限公司 一种与加油机连接的自动加油枪及加油方法
CN110260110B (zh) * 2019-06-27 2021-11-05 上海海事大学 一种用于波浪补偿的六自由度混联平台
CN110260110A (zh) * 2019-06-27 2019-09-20 上海海事大学 一种用于波浪补偿的六自由度混联平台
CN110901785A (zh) * 2019-12-10 2020-03-24 哈尔滨工程大学 一种新型六足锅炉水冷壁检修机器人
CN111243374B (zh) * 2020-01-17 2021-12-17 杜建男 一种大平动行程和高响应速度的运动模拟器
CN111243374A (zh) * 2020-01-17 2020-06-05 杜建男 一种大平动行程和高响应速度的六自由度运动模拟器
CN113769354A (zh) * 2021-08-26 2021-12-10 温州理工学院 一种武术长兵对抗运动训练设备的步伐调节机构
CN113759096A (zh) * 2021-08-31 2021-12-07 四川大学 一种研究激光破岩技术的多自由度实验平台
CN113884323A (zh) * 2021-09-23 2022-01-04 武汉船用机械有限责任公司 海上波浪补偿吊机测试装置及测试方法
CN114012753A (zh) * 2021-11-18 2022-02-08 山东科技大学 一种咽拭子采样机器人
CN114654451A (zh) * 2022-04-13 2022-06-24 浙江大学 一种用于高精密对接任务的联动型重载六自由度并联机器人
CN115024264A (zh) * 2022-07-26 2022-09-09 浙大宁波理工学院 一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统
CN115024264B (zh) * 2022-07-26 2023-09-08 浙大宁波理工学院 一种梭子蟹养殖巡检和投喂系统
CN115533930A (zh) * 2022-09-08 2022-12-30 天津大学 一种新型飞机舱内大型单体装配机器人

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