CN202448136U

CN202448136U - 一种少支链六自由度并联机器人

Info

Publication number: CN202448136U
Application number: CN2011203694783U
Authority: CN
Inventors: 赵永杰; 邱可; 张晓妮; 李昇平
Original assignee: Shantou University
Current assignee: Shantou University
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2021-09-30

Abstract

本实用新型涉及一种少支链六自由度并联机器人，由动平台、静平台及四条主动运动支链组成，每条支链连接于动平台与静平台之间。在四条支链中，有三条支链结构相同，为外部主动运动支链，在空间中呈轴对称分布，另外一条支链为中间主动运动支链，四条支链相互协作，实现动平台的空间六自由度运动。本实用新型机器人具有工作空间大、灵活度高的优点，采用较少的支链数从而减少了支链间的干涉，同时还保留了并联机器人自身的刚度大及承载能力强的特点，适用于开发机械制造中的加工装备、工业机器人及运动模拟器。

Description

一种少支链六自由度并联机器人

技术领域

本实用新型属于工业机器人、数控机床、运动模拟器以及机械制造领域，特别涉及一种少支链六自由度并联机器人。

背景技术

并联机器人动平台与静平台之间有至少两个运动支链并行相连接的机器人，理论上并联机器人具有承载能力强、刚度大、精度高、响应速度快及控制容易等优点，与已经获得广泛应用的串联机器人构成互补关系，扩展了机器人的应用领域。目前，并联机器人已成功应用于工业机器人、空间对接装置、潜艇救援对接装置、数控机床、运动模拟器、精密操作微动器、医疗服务与仿生机器人等领域。

少支链六自由度并联机器人是驱动支链数目少于六个自由度数目的并联机器人，与六自由度串联机器人相比，具有结构紧凑、比刚度高的特点，与一般六自由度并联机器人相比，少支链六自由度并联机器人具有工作空间大、灵活度高的特点。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种既具有串联机器人工作空间大、灵活度高又具有并联机器人负载能力强、刚度大的少支链六自由度并联机器人，该机器人可用于开发机械制造中的加工装备、工业机器人及运动模拟器，这种并联机器人的特点是三条外部主动运动支链和一条中间主动运动支链组成，该中间主动运动支链的下端连接静平台，上端通过转动铰与虎克铰连接动平台，中间为两个转轴相互垂直的转动驱动副与主动伸缩杆，且靠近静平台的转动驱动副轴线平行于静平台。

本实用新型由动平台、静平台及四条主动运动支链组成，每条支链连接于动平台与静平台之间。在四条支链中，有三条支链结构相同，为外部主动运动支链，在空间中呈轴对称分布，另外一条支链为中间主动运动支链，四条支链相互协作，实现动平台的空间六自由度运动。一种少支链六自由度并联机器人，其特征是：包括机械结构由静平台、动平台与四条主动运动支链，其中三条外主动运动支链在空间中呈轴对称分布，另一条中间主动运动支链的一端连接静平台，另一端与动平台相连，该主动运动支链上有两个转动驱动副与一个移动驱动副。

所述有四条主动运动支链，其中三条外主动运动支链由电机驱动丝杠带动滑鞍做平移运动，在中间主动运动支链上安装动力驱动装置，具体实施是在主动伸缩杆上由电机驱动滚珠丝杠或者液压驱动来实现，在转动驱动副上由电机驱动来实现。

所述中间有一条主动运动支链的一端连接静平台，另一端与动平台之间通过转动铰及虎克铰连接，此时，该支链上安装两个转轴相互垂直的转动驱动副，且靠近静平台的转动驱动副转轴平行于静平台。

所述中间主动运动支链通过第一转动驱动副、第二转动驱动副、主动伸缩杆、被动转动副、虎克铰与动平台相连，其中，中间主动伸缩杆上的被动转动副也可以不安装，即虎克铰直接与主动伸缩杆连接，得到两转动三移动自由度的并联机器人。

所述中间有一条主动运动支链，其一端垂直连接于静平台，另一端与动平台之间也可通过球铰连接。

所述三条外主动运动支链在空间中呈轴对称分布，外主动运动支链与动平台的连接处呈等边三角形分布，外主动运动支链与静平台之间通过丝杠、滑鞍连接。

所述三条外主动运动支链上定长支撑杆与动平台之间通过球铰连接，外主动运动支链上定长支撑杆和滑鞍通过虎克铰连接。

所述三条外主动运动支链上的定长支撑杆与动平台之间也可以通过虎克铰连接，此时外主动运动支链上定长支撑杆与滑鞍通过球铰连接。

所述三条外主动运动支链上的定长支撑杆与动平台之间也可以通过球铰连接，此时外主动运动支链上定长支撑杆与滑鞍之间通过球铰连接。

实用新型机器人中有三个主动运动支链的机械结构完全相同，易于实现模块化设计与制造，具有结构简单、制造成本低且安装容易的特点，与传统的Stewart平台相比，本实用新型机器人具有工作空间大、灵活度高的优点，采用较少的支链数从而减少了支链间的干涉，同时还保留了并联机器人自身的刚度大及承载能力强的特点，适用于开发机械制造中的加工装备、工业机器人及运动模拟器。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中图中：静平台1、丝杠2、滑鞍3、虎克铰4、定长杆5、电机6、球铰7、动平台8、虎克铰9、转动铰10、主动伸缩杆11、第一转动驱动副12、第二转动驱动副13、下端垂直固结静平台的杆14、电机15。

具体实施方式

如图1所示，静平台1固定不动，四条支链连接于静平台1和动平台8之间，其中三条外支链为含定长杆5的主动运动支链，在空间中呈轴对称分布，另一条带两个转动驱动副的主动伸缩支链的一端与静平台1连接，另一端与动平台8通过转动铰10和虎克铰9与动平台8相连。

三条外主动运动支链的结构相同，由电机15、丝杠2、滑鞍3、虎克铰4、定长杆5、球铰7组成，其中电机15驱动丝杠2从而带动滑鞍3做平移运动。球铰7与动平台8连接处在空间呈等边三角形分布，三个丝杠2与水平面的夹角相等且在空间呈对称分布。定长杆5与动平台8通过球铰7连接，与滑鞍3通过虎克铰4连接。

中间主动运动支链的下端杆14垂直固结于静平台1，主动伸缩杆11的驱动可由电机驱动的滚珠丝杠或者液压驱动来实现，第一转动驱动副12和第二转动驱动副13的转轴相互垂直，且第二转动驱动副13的转轴平行于静平台1，可由电机直接驱动，该支链上端与动平台8之间通过转动铰10及虎克铰9连接，转动铰10的轴线垂直于第一转动驱动副12的转轴。

Claims

1.一种少支链六自由度并联机器人，其特征是：包括机械结构由静平台、动平台与四条主动运动支链，其中三条外主动运动支链在空间中呈轴对称分布，另一条中间主动运动支链的一端连接静平台，另一端与动平台相连，该主动运动支链上有两个转动驱动副与一个移动驱动副。

2.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机器人，其特征是有四条主动运动支链，其中三条外主动运动支链由电机驱动丝杠带动滑鞍做平移运动，在中间主动运动支链上安装动力驱动装置，具体实施是在主动伸缩杆上由电机驱动滚珠丝杠或者液压驱动来实现，在转动驱动副上由电机驱动来实现。

3.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机器人，其特征是中间有一条主动运动支链的一端连接静平台，另一端与动平台之间通过转动铰及虎克铰连接，此时，该支链上安装两个转轴相互垂直的转动驱动副，且靠近静平台的转动驱动副转轴平行于静平台。

4.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机器人，其特征是中间主动运动支链通过第一转动驱动副、第二转动驱动副、主动伸缩杆、被动转动副、虎克铰与动平台相连，其中，中间主动伸缩杆上的被动转动副也可以不安装，即虎克铰直接与主动伸缩杆连接，得到两转动三移动自由度的并联机器人。

5.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机器人，其特征是中间有一条主动运动支链，其一端垂直连接于静平台，另一端与动平台之间也可通过球铰连接。

6.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机器人，其特征是三条外主动运动支链在空间中呈轴对称分布，外主动运动支链与动平台的连接处呈等边三角形分布，外主动运动支链与静平台之间通过丝杠、滑鞍连接。

7.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机器人，其特征是三条外主动运动支链上定长支撑杆与动平台之间通过球铰连接，外主动运动支链上定长支撑杆和滑鞍通过虎克铰连接。

8.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机器人，其特征是三条外主动运动支链上的定长支撑杆与动平台之间也可以通过虎克铰连接，此时外主动运动支链上定长支撑杆与滑鞍通过球铰连接。

9.根据权利要求1所述的一种少支链六自由度并联机器人，其特征是三条外主动运动支链上的定长支撑杆与动平台之间也可以通过球铰连接，此时外主动运动支链上定长支撑杆与滑鞍之间通过球铰连接。