CN204397890U - 一种基于拓扑结构的可重构混联机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机器人领域，具体说一种基于拓扑结构的可重构混联机器人，包括底座、安装座、A型机体、B型机体、B型执行末端和A型执行末端，所述的底座分为左右两个部分；所述的安装座位于底座的右上方，安装座主要用于实现混联机器人的耦合功能；所述的A型机体通过螺栓与安装座相连接，A型机体主要为A型执行末端提供安装场所；所述的B型机体安装在底座左上方，B型机体主要为B型执行末端提供安装场所；所述的B型执行末端与B型机体相连接；所述的A型执行末端与A型机体相连接。本实用新型可极大地拓展混联机器人的应用范围，提高组件的利用率，延长混联机器人的使用寿命，增强机器人的使用性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人领域，具体说是一种基于拓扑结构的可重构混联机器人。
背景技术
并联机构是由动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构，混联机构既有并联机构刚度好的优点，又有串联机构工作空间大的优点，混联机器人更是具有性能稳定应用、承载力强的特点，因此，现已广泛应用于航天航空、海底作业、地下开采、制造业等领域，而我国在混联机构方面的研究起步较晚，研究水平相对较低，在混联机器人研究方面与发达国家相比更是相差甚远，我国目前现有的混联机构机器人具有功能单一，使用范围受局限的缺点，且我国混联机器人在造价方面较为昂贵，不利于大范围的推广使用，针对以上情况，本实用新型提出了一种基于拓扑结构的可重构混联机器人，可极大地拓展了混联机器人的应用范围，提高组件的利用率，延长混联机器人的使用寿命，增强机器人的使用性能。
发明内容
为弥补现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于拓扑结构的可重构混联机器人，可极大地拓展了混联机器人的应用范围，提高组件的利用率，延长混联机器人的使用寿命，增强机器人的使用性能。
本实用新型所要解决其技术问题采用以下技术方案来实现。
一种基于拓扑结构的可重构混联机器人，包括底座、安装座、A型机体、B型机体、B型执行末端和A型执行末端，所述的底座分为左右两个部分；所述的安装座位于底座的右上方，安装座主要用于实现混联机器人的耦合功能；所述的A型机体通过螺栓与安装座相连接，A型机体可为并联机构中典型的6-SPS并联机构、4-CRS并联机构和3-RPS并联机构等，A型机体主要为A型执行末端提供安装场所；所述的B型机体安装在底座左上方，B型机体可为并联机构中典型的6-SPS并联机构、4-CRS并联机构和3-RPS并联机构等,B型机体主要为B型执行末端提供安装场所；A型机体与B型机体的组成部件均可进行模块化，且A型机体与B型机体之间位置可根据机器人的功能进行互换，所述的A型执行末端与A型机体相连接；所述的B型执行末端与B型机体相连接，A型执行末端与B型执行末端可为机械手或焊接臂等，可根据机器人功能进行确定。
所述的安装座包括下安装板、两根垂直滑轨、四个垂直滑块、四个带座轴承、垂直丝杠、垂直丝杠螺母、两根水平滑轨、四个水平滑块、水平丝杠螺母、水平丝杠、水平电机、垂直电机和上安装板，所述的两根垂直滑轨与底座相连接；所述的下安装板通过四个垂直滑块与两根垂直滑轨相连接；所述的垂直丝杠通过两个带座轴承安装在底座上，且垂直丝杠与下安装板之间通过水平丝杠螺母相连接；所述的两根水平滑轨安装在下底板上；所述的上安装板通过四个滑块通过水平滑块与水平滑轨相连接；所述的水平丝杠通过两个带座轴承安装在下安装板上，且水平丝杠与上安装板之间通过水平丝杠螺母相连接；所述的水平电机安装在上安装板上，且水平电机通过联轴器与水平丝杠相连接，水平电机可通过水平丝杠螺母带动上安装板左右移动；所述的垂直电机安装在上安装板上，且垂直电机通过联轴器与垂直丝杠相连接，垂直电机可通过垂直丝杠螺母带动下安装板前后移动。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型造性的将可重构的设计思想运用到混联机器人的设计中，可基于多种尺度约束类型，利用相同的组件实现物理样机的重构，提高组件的利用率。
(2)本实用新型可通过改变底座与安装座的耦合模式，进行相关混联机器人的拼装，并结合不同的执行末端，从而可实现混联机器人的功能耦合，极大地拓展了混联机器人的应用范围。
(3)本实用新型可将各组件进行集成化、模块化和标准化，方便对机器人部分组件进行维修或替换，可延长了机器人的使用寿命，增强机器人的使用性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的A型机体的结构示意图；
图3是本实用新型的B型机体的结构示意图；
图4是本实用新型的B型执行末端的结构示意图；
图5是本实用新型的A型执行末端的结构示意图；
图6是本实用新型的底座的结构示意图；
图中1.底座，2.安装座，3.A型机体，4.B型机体，5.B型执行末端6.A型执行末端，201.下安装板202.两根垂直滑轨，203.四个垂直滑块，204.四个带座轴承，205.垂直丝杠，206.垂直丝杠螺母，207.两根水平滑轨，208.四个水平滑块，209.水平丝杠螺母，210.水平丝杠，211.水平电机，212.垂直电机，213.上安装板。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型，本实用新型中A型机体主要以6-SPS并联机构进行分析，B型机体主要以3-RPS并联机构进行分析，B型执行末端和A执行末端均以机械手进行分析。
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种基于拓扑结构的可重构混联机器人，包括底座1、安装座2、A型机体3、B型机体4、A型执行末端5和B型执行末端6，所述的底座1分为左右两个部分；所述的安装座2位于底座1的右上方，安装座2主要用于实现混联机器人的耦合功能；所述的A型机体3通过螺栓与安装座2相连接，A型机体3为并联机构中典型的6-SPS并联机构，典型的6-SPS并联机构由定平台、三角座、关节轴承、气缸和圆形动平台组成，气缸两端均安装有关节轴承，关节轴承和定平台、圆形动平台之间均通过三角座进行固定，采用具有两个斜边的三角座进行安装，有效地降低了安装精度要求，A型机体3具有稳定性强、承载能力大、精度高和误差小等一些列优点，A型机体3主要为A型执行末端6提供安装场所；所述的B型机体4安装在底座1左上方,B型机体4主要为并联机构中典型的3-RPS并联机构，3-RPS并联机构由定平台、耳座、电动推杆、关节轴承、三角动平台和控制器组成，电动推杆底端与定平台之间通过耳座相连接，其顶端与三角动平台之间通过关节轴承相连接，控制器安置在定平台上，且位于三角动平台正下方，通过控制器可实现电动推杆的上升、下降、变速和停止，3-RPS并联机构在空间内可实现一平移两转动共三个自由度方向的运动；A型机体3与B型机体4的组成部件均可进行模块化，且A型机体3与B型机体4之间位置可根据机器人的功能进行互换；所述的A型执行末端5与A型机体4相连接；所述的B型执行末端6与B型机体3相连接,A型执行末端5与B型执行末端6为机械手，A型执行末端5和B型执行末端6可配合工作。
所述的安装座2包括下安装板201、两根垂直滑轨202、四个垂直滑块203、四个带座轴承204、垂直丝杠205、垂直丝杠螺母206、两根水平滑轨207、四个水平滑块208、水平丝杠螺母209、水平丝杠210、水平电机211、垂直电机212和上安装板213，所述的两根垂直滑轨202与底座1相连接；所述的下安装板201通过四个垂直滑块203与两根垂直滑轨202相连接；所述的垂直丝杠205通过两个带座轴承204安装在底座1上，且垂直丝杠205与下安装板201之间通过垂直丝杠螺母206相连接；所述的两根水平滑轨207安装在下底板201上；所述的上安装板213通过四个滑块208与水平滑轨207相连接；所述的水平丝杠208通过两个带座轴承204安装在下安装板201上，且水平丝杠210与上安装板213之间通过水平丝杠螺母209相连接；所述的水平电机211安装在上安装板213上，且水平电机211主轴通过联轴器与水平丝杠210相连接，水平电机211可通过水平丝杠210和水平丝杠螺母209带动上安装板213左右移动；所述的垂直电机212主轴安装在上安装板213上，且垂直电机212通过联轴器与垂直丝杠205相连接，垂直电机212可通过垂直丝杠205和垂直丝杠螺母206带动下安装板201前后移动。
工作时，先根据工作环境及受力情况对A型机体3和B型机体4进行选择，后分别将A型机体3和B型机体4分别根据功能需求分别安装在底座1和安装座2上，接着选择A型执行末端6和B型执行末端5，如果进行焊接工作，则可选择焊接臂和机械手进行组合，如果进行转配工作则可选择两个机械手进行工作，本实用新型中以两只机械手为例进行分析，工作过程中，安装座2中上安装板201和下安装213板进行移动，配合两只机械手可进行配合完成组装螺栓、切屑苹果和削铅笔等多种功能；如果希望能够改变机器人的功能，则可对A型机体3和B型机4体进行替换，后选择不同的执行末端，便可改变机器人的功能。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种基于拓扑结构的可重构混联机器人，包括底座(1)、安装座(2)、A型机体(3)、B型机体(4)、B型执行末端(5)和A型执行末端(6)，其特征在于：所述的底座(1)分为左右两个部分；所述的安装座(2)位于底座(1)的右上方；所述的A型机体(3)通过螺栓与安装座(2)相连接；所述的B型机体(4)安装在底座(1)左上方；所述的B型执行末端(5)与B型机体(4)相连接；所述的A型执行末端(6)与A型机体(3)相连接，其中：
所述的安装座(2)包括下安装板(201)、两根垂直滑轨(202)、四个垂直滑块(203)、四个带座轴承(204)、垂直丝杠(205)、垂直丝杠螺母(206)、两根水平滑轨(207)、四个水平滑块(208)、水平丝杠螺母(209)、水平丝杠(210)、水平电机(211)、垂直电机(212)和上安装板(213)，所述的两根垂直滑轨(202)与底座(1)相连接；所述的下安装板(201)通过四个垂直滑块(203)与两根垂直滑轨(202)相连接；所述的垂直丝杠(205)通过两个带座轴承(204)安装在底座(1)上，且垂直丝杠(205)与下安装板(201)之间通过垂直丝杠螺母(206)相连接；所述的两根水平滑轨(207)安装在下底板(201)上；所述的上安装板(213)通过四个滑块(208)与水平滑轨(207)相连接；所述的水平丝杠(208)通过两个带座轴承(204)安装在下安装板(201)上，且水平丝杠(210)与上安装板(213)之间通过水平丝杠螺母(209)相连接；所述的水平电机(211)安装在上安装板(213)上，且水平电机(211)主轴通过联轴器与水平丝杠(210)相连接；所述的垂直电机(212)主轴安装在上安装板(213)上，且垂直电机(212)通过联轴器与垂直丝杠(205)相连接。
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