CN107803825A - 可变构型柔索驱动并联机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变构型柔索驱动并联机器人，包括支撑框架本体，所述支撑框架本体采用铝合金型材拼装而成，包括一呈正六边形的放置隔离平台、安装在放置隔离平台六个顶点侧的6根立柱以及用于连接相邻两根立柱的连接杆，每根连接杆的中心处及6根立柱的上端均开设有滑轮安装槽，所述滑轮安装槽内均安装有滑轮，6根立柱上的6个滑轮构成6链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组，两前后对称连接杆上的滑轮与左右对称的两立柱上端的滑轮构成4链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组。本发明可以实现6链/4链柔索驱动并联机器人的简单快速切换，为机器人提供支撑以及安装基础。

Description

可变构型柔索驱动并联机器人

技术领域

本发明涉及机器人部件领域，具体涉及一种可变构型柔索驱动并联机器人。

背景技术

与传统的刚性连杆并联机器人相比，柔索驱动并联机器人由于采用柔性绳索替代刚性连杆，因此，支链惯量减小，便于高速灵活运动；由于对铰链转角及绳索伸缩范围的限制小，因而机构的工作空间更大；由于结构简单，所以易于拆装、重组，模块化程度高并且成本低廉。鉴于上述优点，柔索驱动并联机器人成为一种极具发展潜力的并联机器人形式，已然得到国内外专家学者的广泛关注。柔索驱动并联机器人与生俱来具有很多的优势，如较大工作空间、强承载能力、较强灵活性、柔性容错性以及可以实现较大的速度和加速度等，使得其适合应用于工业生产的大多数场合。

目前，现有的比如：500m射电望远镜、柔索驱动摄像机器人、柔索驱动康复机器人等柔索驱动并联机器人大多只能实现一种配置结构，不能实现两种或者多种结构之间的切换，从而大大限制了其适用的范围。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种6链/4链可变构型柔索驱动并联机器人，可以实现6链/4链柔索驱动并联机器人的简单快速切换，为机器人提供支撑以及安装基础。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

可变构型柔索驱动并联机器人，包括支撑框架本体，所述支撑框架本体采用铝合金型材拼装而成，包括一呈正六边形的放置隔离平台、安装在放置隔离平台六个顶点侧的6根立柱以及用于连接相邻两根立柱的连接杆，每根连接杆的中心处及6根立柱的上端均开设有滑轮安装槽，所述滑轮安装槽内均安装有滑轮，6根立柱上的6个滑轮构成6链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组，两前后对称连接杆上的滑轮与左右对称的两立柱上端的滑轮构成4链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组；所述6根立柱上的6个滑轮包括第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、第五滑轮和第六滑轮，第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、第五滑轮和第六滑轮沿逆时针方向依次设置在6根立柱以及连接杆构成的正六边形的6个角上；还包括驱动电机、第一运动传递链和第二运动传递链，所述第一运动传递链和第二运动传递链的一端通过卷筒与分别所述驱动电机的转轴端相连，第一运动传递链的另一端依次通过第十一滑轮、第十二滑轮、第十三滑轮、第十四滑轮，并连接到第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、第五滑轮和第六滑轮，实现6链柔索驱动并联机器人的支撑；第十二滑轮和第十三滑轮水平放置，且处于同一水平平面内，第十一滑轮、十二滑轮的中心线与卷筒的下边缘处于同一水平平面内；第十四滑轮竖直放置，且与第十一滑轮的出索口处于同一竖直平面内；第二运动传递链的另一端依次通过第十一滑轮和第十四滑轮，并连接到4链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组的每个滑轮上，实现4链柔索驱动并联机器人的支撑。

优选地，所述驱动电机采用带绝对码盘式编码器的交流伺服电机。

优选地，所述驱动电机通过所述放置隔离平台封装在所述支撑框架本体下方。

优选地，还包括一控制器，该控制器通过电源线与所述驱动电机电性连接。

优选地，所述控制器采用插卡式闭环全功能运动控制器。

本发明具有以下有益效果：

可以实现6链/4链柔索驱动并联机器人的简单快速切换，为机器人提供支撑以及安装基础。

附图说明

图1为本发明实施例可变构型柔索驱动并联机器人的整体结构示意图。

图2为本发明实施例中滑轮的安装位置示意图。

图3为本发明实施例中驱动电机与第一运动传递链和第二运动传递链的连接结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图3所示，本发明实施例提供了一种可变构型柔索驱动并联机器人，包括支撑框架本体1，所述支撑框架本体1采用铝合金型材拼装而成，包括一呈正六边形的放置隔离平台11、安装在放置隔离平台六个顶点侧的6根立柱12以及用于连接相邻两根立柱的连接杆13，每根连接杆的中心处及6根立柱的上端均开设有滑轮安装槽，所述滑轮安装槽内均安装有滑轮，6根立柱上的6个滑轮构成6链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组，两前后对称连接杆上的滑轮与左右对称的两立柱上端的滑轮构成4链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组；所述6根立柱上的6个滑轮包括第一滑轮2、第二滑轮3、第三滑轮4、第四滑轮5、第五滑轮6和第六滑轮7，第一滑轮2、第二滑轮3、第三滑轮4、第四滑轮5、第五滑轮6和第六滑轮7沿逆时针方向依次设置在6根立柱以及连接杆构成的正六边形的6个角上；还包括驱动电机8、第一运动传递链10和第二运动传递链9，所述第一运动传递链10和第二运动传递链9的一端通过卷筒与分别所述驱动电机的转轴端相连，第一运动传递链的另一端依次通过第十一滑轮16、第十二滑轮17、第十三滑轮18、第十四滑轮19，并连接到第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、第五滑轮和第六滑轮，实现6链柔索驱动并联机器人的支撑；第十二滑轮17和第十三滑轮18水平放置，且处于同一水平平面内，第十一滑轮16、十二滑轮17的中心线与卷筒的下边缘处于同一水平平面内；第十四滑轮19竖直放置，且与第十一滑轮的出索口处于同一竖直平面内；第二运动传递链的另一端依次通过第十一滑轮和第十四滑轮，并连接到4链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组的每个滑轮12、13、14、15上，实现4链柔索驱动并联机器人的支撑。

所述驱动电机采用带绝对码盘式编码器的交流伺服电机，具有每次开机以及停机不需要重新标定的优势。该伺服电机并配置有刹车装置，用于突发状况的系统保护。

所述驱动电机通过所述放置隔离平台封装在所述支撑框架本体下方，有利于电机等传动装置的保护，该设计使得系统不仅使用而且美观。还包括一控制器，该控制器通过电源线与所述驱动电机电性连接；所述控制器采用插卡式闭环全功能运动控制器，在常规的系统中，自主设计了基于紧急情况以及极限位置的保护降速和停机功能，最大限度保护系统运行的安全。由运动控制器下发指令到各个电机的驱动器，进而协调控制6/4个电机的运动方向与运动速度，进而实现各个柔索的伸长与收放量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.可变构型柔索驱动并联机器人，其特征在于，包括支撑框架本体，所述支撑框架本体采用铝合金型材拼装而成，包括一呈正六边形的放置隔离平台、安装在放置隔离平台六个顶点侧的6根立柱以及用于连接相邻两根立柱的连接杆，每根连接杆的中心处及6根立柱的上端均开设有滑轮安装槽，所述滑轮安装槽内均安装有滑轮，6根立柱上的6个滑轮构成6链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组，两前后对称连接杆上的滑轮与左右对称的两立柱上端的滑轮构成4链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组；所述6根立柱上的6个滑轮包括第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、第五滑轮和第六滑轮，第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、第五滑轮和第六滑轮沿逆时针方向依次设置在6根立柱以及连接杆构成的正六边形的6个角上；还包括驱动电机、第一运动传递链和第二运动传递链，所述第一运动传递链和第二运动传递链的一端通过卷筒与分别所述驱动电机的转轴端相连，第一运动传递链的另一端依次通过第十一滑轮、第十二滑轮、第十三滑轮、第十四滑轮，并连接到第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、第五滑轮和第六滑轮，实现6链柔索驱动并联机器人的支撑；第十二滑轮和第十三滑轮水平放置，且处于同一水平平面内，第十一滑轮、十二滑轮的中心线与卷筒的下边缘处于同一水平平面内；第十四滑轮竖直放置，且与第十一滑轮的出索口处于同一竖直平面内；第二运动传递链的另一端依次通过第十一滑轮和第十四滑轮，并连接到4链柔索驱动并联机器人支撑框架滑轮组的每个滑轮上，实现4链柔索驱动并联机器人的支撑。

2.如权利要求1所述的可变构型柔索驱动并联机器人，其特征在于，所述驱动电机采用带绝对码盘式编码器的交流伺服电机。

3.如权利要求1所述的可变构型柔索驱动并联机器人，其特征在于，所述驱动电机通过所述放置隔离平台封装在所述支撑框架本体下方。

4.如权利要求1所述的可变构型柔索驱动并联机器人，其特征在于，还包括一控制器，该控制器通过电源线与所述驱动电机电性连接。

5.如权利要求4所述的可变构型柔索驱动并联机器人，其特征在于，所述控制器采用插卡式闭环全功能运动控制器。