CN113319828B - 一种同步驱动五自由度并联机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同步驱动五自由度并联机器人，包括静平台、动平台(电主轴)以及连接于两者之间的第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链和第六支链；所述六条支链结构完全相同，一端通过虎克铰与所述静平台或所述动平台(电主轴)相连，另一端通过球铰与所述动平台(电主轴)或所述静平台相连。所述六条支链中所述第一、第二、第三、第四支链由电机或液压独立驱动，所述第五、第六支链由电机或液压同步驱动，实现所述动平台(电主轴)五自由度运动。本发明所述一种同步驱动五自由度并联机器人具有高刚度、高精度的优点，可满足多种零部件的加工需求。

Description

一种同步驱动五自由度并联机器人
技术领域
本发明涉及加工机器人技术领域，特别涉及一种五自由度同步驱动并联机器人。
背景技术
随着国防、能源和航空航天等重点技术领域的不断发展和重大工程项目的实施，其中大型复杂结构件等核心组成部分对制造业提出了更高的要求。并联加工机器人凭借其高精度、高刚度和高负载的优势具有强劲的市场竞争力。为了满足新兴高端装备的高效率、高质量加工，提出具有高刚度、高精度性能的五自由度并联加工机器人是重中之重。
目前大部分五自由度加工机器人主要存在以下不足：1)机构刚度低，如专利CN110216658A所述的五自由度混联加工机器人，两摆头作为增强机构调姿能力和工作空间的结构，致使设备整体刚度大幅度降低；2)加工精度低，如专利CN108555889A所述的空间五自由度混联加工装备，两自由度转头内减速器中齿轮间隙误差大大降低了机器人的加工精度；3)运动灵活性差，如专利CN105598947A所述的五自由度并联机器人机构，工作时易产生干涉现象，限制末端执行器运行范围，造成机构的运动灵活性差。
为解决上述五自由度加工机器人存在的不足，更好地满足大型复杂零部件的加工需求，亟需发明一种具有高刚度、高精度的五自由度并联机器人。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种同步驱动五自由度并联机器人，解决现有技术中五自由度加工机器人刚度低、精度性能低的问题。
本发明一种同步驱动五自由度并联机器人，包括静平台、动平台(电主轴)及连接在两者之间的第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链和第六支链。
所述第一支链、所述第二支链、所述第三支链、所述第四支链、所述第五支链和所述第六支链均为无约束支链。所述第一支链、所述第二支链、所述第三支链、所述第四支链、所述第五支链和所述第六支链结构完全相同，均包括：移动副、虎克铰、球铰。
所述六条支链分为三组A、B和C，A组支链由第一支链和第二支链组成，B组支链由第三支链和第四支链组成，C组支链由第五支链和第六支链组成。
所述每条支链的一端通过虎克铰与所述静平台或所述动平台(电主轴)连接，另一端通过球铰与所述动平台(电主轴)或所述静平台连接；所述虎克铰与所述球铰通过移动副连接。
所述A组支链与所述动平台2的铰接点D1和D2临近布置；所述B组支链和所述动平台2的铰接点D3和D4临近布置；所述C组支链与所述动平台2连接的铰接点D5和D6远离布置；所述铰接点D1和D2均与所述铰接点D3和D4远离，其中所述铰接点D1和D2(或所述铰接点D3和D4)位于所述铰接点D5和D6连线上或附近，且所述铰接点D1和D2与所述铰接点D3和D4间的连线与所述铰接点D5和D6间的连线不共线；所述铰接点D1、D2、D3、D4、D5、D6分布于一近似正三角形的顶点或边线附近。
或：所述A组支链与所述动平台2的铰接点D1和D2远离布置；所述B组支链和所述动平台2的铰接点D3和D4远离布置；所述C组支链与所述动平台2连接的铰接点D5和D6临近布置；所述铰接点D1和D2分别与所述铰接点D3和D4临近布置，其中所述铰接点D1和D3间的连线与所述铰接点D2和D4间的连线平行或共线。所述铰接点D5和D6与所述连线不共线；所述铰接点D1、D2、D3、D4、D5、D6分布于一近似正三角形的顶点或边线附近。
本发明与现有技术相比的优势在于：近似正三角形的铰接点布置和同步驱动的方式，机构可实现五自由度运动，结构更加紧凑，刚度/空间比更大，精度更高。
附图说明
图1是本发明所述一种同步驱动五自由度并联机器人实施例1的结构示意图；
图2是本发明所述支链的结构示意图；
图3是本发明所述一种同步驱动五自由度并联机器人实施例2的结构示意图；
附图标号：
1-静平台；2-动平台(电主轴)；L1-第一支链；L2-第二支链；L3-第三支链；L4-第四支链；L5-第五支链；L6-第六支链；U-虎克铰；P-移动副；S-球铰。
具体实施方式
以下结合附图实例对本发明作进一步详细描述，描述是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1和2所示，根据本发明实施所述一种同步驱动五自由度并联机器人包括：静平台1、动平台(电主轴)2、第一支链L1、第二支链L2、第三支链L3、第四支链L4、第五支链L5和第六支链L6。
如图1和2所示，所述第一支链L1、所述第二支链L2、所述第三支链L3、所述第四支链L4、所述第五支链L5和所述第六支链L6均为无约束支链。所述第一支链L1、所述第二支链L2、所述第三支链L3、所述第四支链L4、所述第五支链L5和所述第六支链L6结构完全相同，均包括：移动副P、虎克铰U、球铰S。
如图1和2所示，所述六条支链L1、L2、L3、L4、L5、L6分为三组A、B和C，A组支链由第一支链L1和第二支链L2组成，B组支链由第三支链L3和第四支链L4组成，C组支链由第五支链L5和第六支链L6组成。
如图1和2所示，所述六条支链L1、L2、L3、L4、L5、L6结构完全相同，每条支链的一端通过虎克铰U与所述静平台1或所述动平台(电主轴)2连接，另一端通过球铰S与所述动平台(电主轴)2或所述静平台1连接；所述虎克铰U与所述球铰S通过移动副P连接。
如图1和2所示，所述A组支链与所述动平台2的铰接点D1和D2临近布置；所述B组支链和所述动平台2的铰接点D3和D4临近布置；所述C组支链与所述动平台2连接的铰接点D5和D6远离布置；所述铰接点D1和D2均与所述铰接点D3和D4远离，其中所述铰接点D1和D2(或所述铰接点D3和D4)位于所述铰接点D5和D6连线上或附近，且所述铰接点D1和D2与所述铰接点D3和D4间的连线与所述铰接点D5和D6间的连线不共线；所述铰接点D1、D2、D3、D4、D5、D6分布于一近似正三角形的顶点或边线附近。
如图1和2所示，所述四条支链L1、L2、L3、L4可分别由电动缸或液压缸独立驱动改变每条支链的长度，所述第五支链L5和第六支链L6由电动缸或液压缸同步驱动，通过独立控制所述四条支链L1、L2、L3、L4和同步控制所述支链L5、L6的长度，实现所述动平台(电主轴)2的五自由度运动。
实施例2
如图2和3所示，本实施例中同步驱动五自由度并联机器人与实施例1中所述同步驱动五自由度并联机器人的运动形式相同，各运动副、支链等组成形式完全相同。不同之处在于：本实施例中所述A组支链与所述动平台2的铰接点D1和D2远离布置；所述B组支链和所述动平台2的铰接点D3和D4远离布置；所述C组支链与所述动平台2连接的铰接点D5和D6临近布置；所述铰接点D1和D2分别与所述铰接点D3和D4临近布置，其中所述铰接点D1和D3间的连线与所述铰接点D2和D4间的连线平行或共线。所述铰接点D5和D6与所述连线不共线；所述铰接点D1、D2、D3、D4、D5、D6分布于一近似正三角形的顶点或边线附近。
以上描述了本发明的基本原理、主要特征和有益效果，也已经示出和描述本发明的实施方式，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，对这些实施进行的任何变化、修改、替换和变型，皆属于本发明的权利要求范围。

Claims (1)

1.一种同步驱动五自由度并联机器人，其特征在于：由静平台、动平台以及连接于两者之间的六条支链构成；所述六条支链分为三组A、B和C，A组支链由第一支链和第二支链组成，B组支链由第三支链和第四支链组成，C组支链由第五支链和第六支链组成；所述六条支链结构完全相同，每条支链的一端通过虎克铰与所述静平台或所述动平台连接，另一端通过球铰与所述动平台或所述静平台连接；所述虎克铰与所述球铰通过移动副连接；所述第一支链、第二支链、第三支链和第四支链分别由电动缸或液压缸独立驱动改变每条支链的长度，所述第五支链和第六支链由电动缸或液压缸同步驱动，通过独立控制第一支链、第二支链、第三支链、第四支链和同步控制第五支链、第六支链的长度，实现所述动平台的五自由度运动；
所述A组支链与所述动平台的第一铰接点和第二铰接点临近布置；所述B组支链和所述动平台的第三铰接点和第四铰接点临近布置；所述C组支链与所述动平台连接的第五铰接点和第六铰接点远离布置；所述第一铰接点和第二铰接点均与所述第三铰接点和第四铰接点远离，其中所述第一铰接点和第二铰接点，或所述第三铰接点和第四铰接点，位于所述第五铰接点和第六铰接点连线上或附近，且所述第一铰接点和第二铰接点与所述第三铰接点和第四铰接点间的连线与所述第五铰接点和第六铰接点间的连线不共线；所述第一铰接点、第二铰接点、第三铰接点、第四铰接点、第五铰接点、第六铰接点分布于一近似正三角形的顶点或边线附近。
所述A组支链与所述动平台的第一铰接点和第二铰接点远离布置；所述B组支链和所述动平台的第三铰接点和第四铰接点远离布置；所述C组支链与所述动平台连接的第五铰接点和第六铰接点临近布置；所述第一铰接点和第二铰接点分别与所述第三铰接点和第四铰接点临近布置，其中所述第一铰接点和第三铰接点间的连线与所述第二铰接点和第四铰接点间的连线平行或共线；所述第五铰接点和第六铰接点与所述连线不共线；所述第一铰接点、第二铰接点、第三铰接点、第四铰接点、第五铰接点、第六铰接点分布于一近似正三角形的顶点或边线附近。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005028558A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Okuma Corp パラレルリンク機構における駆動軸の冷却機構
CN101244558A (zh) * 2008-03-28 2008-08-20 天津大学 空间三转动自由度并联机构
CN101513736A (zh) * 2009-03-26 2009-08-26 浙江大学 无奇异性空间五自由度并联机器人
CN101745820A (zh) * 2009-12-14 2010-06-23 北京航空航天大学 一种三自由度并联机构形式的五轴机床双摆头及控制方法
CN102750850A (zh) * 2012-06-06 2012-10-24 中国民航大学 一种三转动自由度混联驱动机构
CN105500340A (zh) * 2016-01-08 2016-04-20 天津大学 一种含有可重构平台的多闭环三转动抓放机构
CN105798888A (zh) * 2016-05-24 2016-07-27 天津大学 一种新型空间平动并联机构
EP3195988A1 (en) * 2015-07-09 2017-07-26 Tianjin University Five-degree-of-freedom parallel robot with multi-shaft rotary brackets
CN207637004U (zh) * 2017-06-08 2018-07-20 中国海洋大学 一种用于模拟海洋平台运动补偿的实验平台
CN108555889A (zh) * 2018-06-25 2018-09-21 福州大学 含冗余约束的空间五自由度混联加工装备及其使用方法
CN110026967A (zh) * 2019-04-09 2019-07-19 浙江理工大学 一种2pru-2pur三自由度冗余驱动并联机构
CN110450141A (zh) * 2019-08-30 2019-11-15 燕山大学 四支链六自由度混联机构
CN112621723A (zh) * 2020-12-22 2021-04-09 东南大学 一种5ups-2rp(u)冗余驱动并联机器人

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200932457A (en) * 2008-01-18 2009-08-01 Fundacion Fatronik Two degree-of-freedom parallel manipulator

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005028558A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Okuma Corp パラレルリンク機構における駆動軸の冷却機構
CN101244558A (zh) * 2008-03-28 2008-08-20 天津大学 空间三转动自由度并联机构
CN101513736A (zh) * 2009-03-26 2009-08-26 浙江大学 无奇异性空间五自由度并联机器人
CN101745820A (zh) * 2009-12-14 2010-06-23 北京航空航天大学 一种三自由度并联机构形式的五轴机床双摆头及控制方法
CN102750850A (zh) * 2012-06-06 2012-10-24 中国民航大学 一种三转动自由度混联驱动机构
EP3195988A1 (en) * 2015-07-09 2017-07-26 Tianjin University Five-degree-of-freedom parallel robot with multi-shaft rotary brackets
CN105500340A (zh) * 2016-01-08 2016-04-20 天津大学 一种含有可重构平台的多闭环三转动抓放机构
CN105798888A (zh) * 2016-05-24 2016-07-27 天津大学 一种新型空间平动并联机构
CN207637004U (zh) * 2017-06-08 2018-07-20 中国海洋大学 一种用于模拟海洋平台运动补偿的实验平台
CN108555889A (zh) * 2018-06-25 2018-09-21 福州大学 含冗余约束的空间五自由度混联加工装备及其使用方法
CN110026967A (zh) * 2019-04-09 2019-07-19 浙江理工大学 一种2pru-2pur三自由度冗余驱动并联机构
CN110450141A (zh) * 2019-08-30 2019-11-15 燕山大学 四支链六自由度混联机构
CN112621723A (zh) * 2020-12-22 2021-04-09 东南大学 一种5ups-2rp(u)冗余驱动并联机器人

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sun Tao,Song Yimi,Dong Gang等.Optimal desing of a parallel machanism with three rotation degrees of freedom .2012,第第28卷卷(第第28卷期),全文. *
连宾宾.一种五自由度并联机构的多目标优化设计方法研究.2018,(第undefined期),C029-3. *

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