CN108858142B - 五自由度并联机器人 - Google Patents

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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
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Abstract

本发明的目的是提供一种可以加工复杂曲面、结构对称、刚度高的五自由度并联机器人，包括定平台和动平台。定平台两侧对称设置两个平面连杆机构，平面连杆机构的输出端铰接球面杆，球面杆另一端铰接动平台；定平台中间设置中间驱动机构，中间驱动机构两端分别与定平台、动平台铰接。两个平面连杆机构输出端运动结构相同，机构刚度大，结构简单，互换性好，容易控制，运动容易实现。不同的平面连杆机构可以适应与不同的工作场合。并联机构运动速度高，精度高，本申请的机器人可以用来加工涡流等复杂曲面，进行焊接、曲面检测、涂胶、激光加工等工作。

Description

五自由度并联机器人
技术领域
本发明属于机器人领域，具体涉及一种五自由度并联机器人。
背景技术
在现代机械制造领域，零部件结构设计和加工工艺日渐复杂，具有复杂空间曲面的零部件在很多重要的领域得到了广泛的应用，例如飞机、轿车、涡轮的叶片等。加工、检测、涂胶、焊接这类零件需要至少五自由度的机床。
目前常见的机器人机构分为串联和并联两种。串联机构控制简单，工作空间大，但其刚度不足，而且误差是累计的。并联机构刚度大，误差不会累计，精度高、动力性能好。动平台的有3个转动、3个移动6个自由度。对于机床应用来说，主轴具有一个自由度，因为五自由度的机器人即可满足需要。目前，工业自动化的发展需要多种不同样式、不同特点并能满足不同需要的五自由度的并联机构。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以加工复杂曲面、结构对称、刚度高的五自由度并联机器人。
本发明的目的是以下述方式实现的：一种五自由度并联机器人，包括定平台和动平台。定平台两侧对称设置两个平面连杆机构，平面连杆机构的输出端铰接球面杆，球面杆另一端铰接动平台；定平台中间设置中间驱动机构，中间驱动机构两端分别与定平台、动平台铰接。
中间驱动机构包括转动连接定平台的中间转动驱动杆，中间转动驱动杆铰接中间从动杆，中间从动杆铰接动平台。
中间转动驱动杆与定平台通过铰链连接，与中间从动杆通过十字节连接；中间从动杆与动平台通过十字节相连。
平面连杆机构包括通过铰链连接定平台的两个侧边转动驱动杆，侧边转动驱动杆分别通过铰链连接侧边从动杆；两个侧边从动杆通过铰链连接且其转动轴作为平面点动机构的输出端。
球面杆与平面连杆机构的输出端通过球铰连接；球面杆另一端与动平台通过铰链铰接，即两个球面杆另一端通过铰链互相铰接，动平台作为铰接的转动轴。
本发明的有益效果是：两个平面连杆机构平行设置；中间驱动机构设置在对称中心平面上。这样两个平面连杆机构输出端运动结构相同，机构刚度大，结构简单，互换性好，容易控制，运动容易实现。不同的平面连杆机构可以适应与不同的工作场合。并联机构运动速度高，精度高，本申请的机器人可以用来加工涡流等复杂曲面，进行焊接、曲面检测、涂胶、激光加工等工作。
附图说明
图1是本发明实施例一。
其中1为定平台，2为动平台，3为输出端，4为球面杆，5为中间转动驱动杆，6为中间从动杆，7为中间直线驱动机构，8为侧边转动驱动杆，9为侧边从动杆，10为侧边直线驱动机构，11为中间丝杠，12为滑块，13为中间连杆，14为侧边丝杠，15为侧边连杆。
具体实施方式
如图1所示，一种五自由度并联机器人，包括定平台1和动平台2。定平台1两侧对称设置两个平面连杆机构，平面连杆机构的输出端3铰接球面杆4，球面杆4另一端铰接动平台2。定平台1中间设置中间驱动机构，中间驱动机构两端分别与定平台1、动平台2铰接。两个平面连杆机构平行设置；中间驱动机构设置在对称中心平面上。这样两个平面连杆机构输出端运动结构相同，机构刚度大，结构简单，运动容易实现。平面连杆机构输出端在平面内有3个自由度。动平台2上连接操作器、比如检测头或者激光头或者相机、用来加工或者检测工件。
中间驱动机构包括转动连接定平台1的中间转动驱动杆5，中间转动驱动杆5铰接中间从动杆6，中间从动杆6铰接动平台2。中间转动驱动杆5与定平台1通过铰链连接，与中间从动杆6通过十字节连接。中间转动驱动杆5连接电机及减速器。中间从动杆6与动平台2通过十字节相连。球面杆4与平面连杆机构的输出端3通过球铰连接；球面杆4另一端与动平台2通过铰链铰接，即两个球面杆4另一端通过铰链互相铰接，动平台2作为铰接的转动轴。球铰可在3个方向转动，铰链连接可在一个方向转动，十字节可沿十字的两个方向转动，虎克铰可以沿两个方向转动。平面连杆机构包括通过铰链连接定平台1的两个侧边转动驱动杆8，侧边转动驱动杆8分别通过铰链连接侧边从动杆9；两个侧边从动杆9通过铰链连接且其转动轴作为平面连杆机构的输出端3。侧边转动驱动杆8连接电机及减速器。本实施例中为转动驱动，速度快。而且平面连杆机构、中间驱动机构的驱动装置即侧边转动驱动杆8、中间转动驱动杆5都设置在定平台1上，这样电机不是运动负载，这个机构转动惯量小，运送速度快。
具体实施时，根据需要加工工件的具体情况，根据设定动平台2的运动轨迹，设定程序。根据程序驱动两个平面连杆机构和中间驱动机构运动使动平台2达到应有的姿态和轨迹。

Claims (1)

1.一种五自由度并联机器人，包括定平台和动平台；其特征在于：定平台两侧对称设置两个平面连杆机构，平面连杆机构的输出端铰接球面杆，球面杆另一端铰接动平台；定平台中间设置中间驱动机构，中间驱动机构两端分别与定平台、动平台铰接；所述中间驱动机构包括转动连接定平台的中间转动驱动杆，中间转动驱动杆铰接中间从动杆，中间从动杆铰接动平台；所述中间转动驱动杆与定平台通过铰链连接，与中间从动杆通过十字节连接；中间从动杆与动平台通过十字节相连；所述平面连杆机构包括通过铰链连接定平台的两个侧边转动驱动杆，侧边转动驱动杆分别通过铰链连接侧边从动杆；两个侧边从动杆通过铰链连接且其转动轴作为平面点动机构的输出端；所述球面杆与平面连杆机构的输出端通过球铰连接；球面杆另一端与动平台通过铰链铰接，即两个球面杆另一端通过铰链互相铰接，动平台作为铰接的转动轴。
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