CN110216655A - 一种并联机器人的单腿防自转装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的并联机器人的单腿防自转装置，包括：电磁铁组件、滑道、滑块、压盖、定长杆、球铰座及连接件，由于所述定长杆的两端与所述滑块及所述球铰座铰接，使得当电磁铁组件断电时，定长杆可以随着并联机器人的单腿进行运动；当电磁铁组件上电时，滑块被磁性吸引，固定在滑道中的某个位置，单腿被锁紧，限制了其绕自身轴线的自转，从而实现了在全行程范围内的任意位置，并联机器人单腿防止自转的功能。

Description

一种并联机器人的单腿防自转装置
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，特别涉及一种并联机器人的单腿防自转装置。
背景技术
并联机器人相比串联机器人具负载大、刚度高、精度高等优势，因此得到广泛应用。在并联机器人中，存在如3-SPS、3-PSS、6-SPS及6-PSS等构型，这些构型的机器人的共同特点是单腿支链中存在两个球铰链，该单腿存在绕着两个球铰链球心构成的轴线的自转运动，实际上这种运动是并联机器人的冗余自由度。一般应用场合下，这些冗余自由度对平台位姿精度的影响可以忽略不计，因此不对其做特殊处理。然而，当应用在高精度的场合下，由于支腿自转产生的位姿误差就不能忽略了，必须采取相应措施防止支腿自转引起的精度损失。
专利申请号为201710180300.6的发明专利提供了一种可防止支腿自转的6-SPS构型六自由度并联平台，但是该专利中所述的六自由度并联平台只能在某个特定的位置锁紧支腿，防止支腿自转，其余位置不能实现该功能，局限性较大。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种并联机器人单腿防自转装置，用以解决并联机器人由于冗余自由度引起的精度损失问题。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种并联机器人的单腿防自转装置，包括：电磁铁组件、滑道、滑块、压盖、定长杆、球铰座及连接件，其中：
所述电磁铁组件固定连接于所述并联机器人，所述滑道固定于所述电磁铁组件上，所述滑块设置于所述滑道内部，所述滑块可沿所述滑道做一维直线运动，所述压盖盖设于所述滑道上，所述定长杆的两端与所述滑块及所述球铰座铰接，所述连接件固定连接于所述球铰座，所述连接件固定连接于所述并联机器人。
在一些较佳的实施例中，所述并联机器人为六自由度并联机器人，所述六自由度并联机器人包括静平台、安装于所述静平台上的球铰链、与所述球铰链连接的直线促动组件、以及与所述直线促动组件连接的动平台。
在一些较佳的实施例中，所述电磁铁组件通过螺钉与所述静平台固定连接。
在一些较佳的实施例中，所述的电磁铁组件内部设置有电磁绕组，所述电磁绕组在通电的情况下可产生磁性。
在一些较佳的实施例中，所述滑道和所述滑块采用铁磁性材料。
在一些较佳的实施例中，所述定长杆两端分别设置有滑动副，所述定长杆的两端通过所述滑动副分别与所述滑块及所述球铰座进行球铰副连接。
在一些较佳的实施例中，所述连接件与所述的球铰座通过螺钉或者胶结进行连接。
在一些较佳的实施例中，所述连接件上开设有接口，所述接口与所述直线促动组件固定连接。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的并联机器人的单腿防自转装置，所述电磁铁组件固定连接于所述并联机器人，所述滑道固定于所述电磁铁组件上，所述滑块设置于所述滑道内部，所述滑块可沿所述滑道做一维直线运动，所述压盖盖设于所述滑道上，所述定长杆的两端与所述滑块及所述球铰座铰接，所述连接件固定连接于所述球铰座，所述连接件固定连接于所述并联机器人，本发明提供的并联机器人的单腿防自转装置，由于所述定长杆的两端与所述滑块及所述球铰座铰接，使得当电磁铁组件断电时，定长杆可以随着并联机器人的单腿进行运动；当电磁铁组件上电时，滑块被磁性吸引，固定在滑道中的某个位置，单腿被锁紧，限制了其绕自身轴线的自转，从而实现了在全行程范围内的任意位置，并联机器人单腿防止自转的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的并联机器人单腿防自转装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的六自由度并联机器人的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1，为本发明提供的并联机器人的单腿防自转装置，包括：电磁铁组件(1-1)、滑道(1-2)、滑块(1-3)、压盖(1-4)、定长杆(1-5)、球铰座(1-6)及连接件(1-7)组成。其中：
所述电磁铁组件(1-1)固定连接于所述并联机器人，所述滑道(1-2)固定于所述电磁铁组件(1-1)上，所述滑块(1-3)设置于所述滑道(1-2)内部，所述滑块(1-3)可沿所述滑道(1-2)做一维直线运动，所述压盖(1-4)盖设于所述滑道(1-2)上，所述定长杆(1-5)的两端与所述滑块(1-3)及所述球铰座(1-6)铰接，所述连接件(1-7)固定连接于所述球铰座(1-6)，所述连接件(1-7)固定连接于所述并联机器人。
可以理解，由于所述定长杆(1-5)的两端与所述滑块(1-3)及所述球铰座(1-6)铰接，使得当电磁铁组件(1-1)断电时，定长杆(1-5)可以随着并联机器人的单腿进行运动；当电磁铁组件(1-5)上电时，所述电磁铁组件(1-5)产生磁场，滑块(1-3)被磁性吸引，固定在滑道(1-2)中的某个位置，单腿被锁紧，限制了其绕自身轴线的自转，从而实现了在全行程范围内的任意位置，并联机器人单腿防止自转的功能。
以下以6-SPS构型的六自由度并联机器人为例，详细说明上述技术方案。
可以理解，本发明提供的并联机器人的单腿防自转装置，并不局限于应用在6-SPS构型的六自由度并联机器人中，实际中还可以应用于其他的并联机器人。
请参阅图2，所述六自由度并联机器人(2)包括静平台(2-1)、安装于所述静平台(2-1)上的球铰链(2-2)、与所述球铰链(2-2)连接的直线促动组件(2-3)、以及与所述直线促动组件(2-3)连接的动平台(2-4)。
在一些较佳的实施例中，所述电磁铁组件(1-1)通过螺钉与所述静平台(2-1)固定连接。可以理解，所述电磁铁组件(1-1)与所述静平台(2-1)并不局限于螺钉固定连接，还可以采用其他的固定连接方式。
在一些较佳的实施例中，所述的电磁铁组件(1-1)内部设置有电磁绕组(图未示)，所述电磁绕组件(1-1)可以根据需要进行通电或者断电以获得或者消除磁性。
在一些较佳的实施例中，所述滑道(1-2)和所述滑块(1-3)采用铁磁性材料。
可以理解，所述的滑道(1-2)固定在电磁铁组件(1-1)上，滑道(1-2)的行程需要根据六自由度并联机器人(2)的尺寸和行程进行确定；由于所述的滑块(1-3)置于滑道(1-2)内部，在滑道(1-2)的限制下，滑块(1-3)只能做一维直线运动。
在一些较佳的实施例中，所述定长杆(1-5)两端分别设置有滑动副(图未示)，所述定长杆(1-5)的两端通过所述滑动副分别与所述滑块(1-2)及所述球铰座(1-6)进行球铰副连接。
在一些较佳的实施例中，所述连接件(1-7)与所述的球铰座(1-6)通过螺钉或者胶结进行连接。
在一些较佳的实施例中，所述连接件(1-7)上开设有接口(图未示)，所述接口与所述直线促动组件(2-3)固定连接。
可以理解，由于两个球铰副以及滑动副的设置，使得当电磁铁组件(1-1)断电时，定长杆(1-5)可以随着六自由度并联机器人(2)的直线促动组件(2-3)进行运动。当电磁铁组件(1-1)上电时，滑块(1-3)被磁性吸引，固定在滑道(1-2)中的某个位置，直线促动组件(2-3)被锁紧，限制了其绕自身轴线的自转。
本发明提供的并联机器人单腿防自转装置结构简单，成本低，可以适用任意一种单支链有两个球铰副的并联机器人构型，特别适用于精度要求很高的场合，尤其适用于精密测试、长途运输、发射过载或者其他具有较大干扰力的场合。
当然本发明的并联机器人的单腿防自转装置还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (8)

1.一种并联机器人的单腿防自转装置，其特征在于，包括：电磁铁组件、滑道、滑块、压盖、定长杆、球铰座及连接件，其中：
所述电磁铁组件固定连接于所述并联机器人，所述滑道固定于所述电磁铁组件上，所述滑块设置于所述滑道内部，所述滑块可沿所述滑道做一维直线运动，所述压盖盖设于所述滑道上，所述定长杆的两端与所述滑块及所述球铰座铰接，所述连接件固定连接于所述球铰座，所述连接件固定连接于所述并联机器人。
2.如权利要求1所述的并联机器人的单腿防自转装置，其特征在于，所述并联机器人为六自由度并联机器人，所述六自由度并联机器人包括静平台、安装于所述静平台上的球铰链、与所述球铰链连接的直线促动组件、以及与所述直线促动组件连接的动平台。
3.如权利要求2所述的并联机器人的单腿防自转装置，其特征在于，所述电磁铁组件通过螺钉与所述静平台固定连接。
4.如权利要求1所述的并联机器人的单腿防自转装置，其特征在于，所述的电磁铁组件内部设置有电磁绕组，所述电磁绕组在通电的情况下可产生磁性。
5.如权利要求1所述的并联机器人的单腿防自转装置，其特征在于，所述滑道和所述滑块采用铁磁性材料。
6.如权利要求1所述的并联机器人的单腿防自转装置，其特征在于，所述定长杆两端分别设置有滑动副，所述定长杆的两端通过所述滑动副分别与所述滑块及所述球铰座进行球铰副连接。
7.如权利要求1所述的并联机器人的单腿防自转装置，其特征在于，所述连接件与所述的球铰座通过螺钉或者胶结进行连接。
8.如权利要求1所述的并联机器人的单腿防自转装置，其特征在于，所述连接件上开设有接口，所述接口与所述直线促动组件固定连接。
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