CN206048199U - 一种六自由度并联机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种六自由度并联机器人，包括支座、活动平台以及连接所述支座与活动平台的六根运动支链，所述运动支链包括依次连接的直线驱动机构、第一虎克铰、连杆和第二虎克铰，所述直线驱动机构与所述支座连接，所述第二虎克铰与所述活动平台连接，所述第一虎克铰的两旋转轴分别与第二虎克铰的两旋转轴相交叉。本实用新型的并联机器人使活动平台可在空间六个自由度运动，具有各种空间运动姿态，且结构简单、速度快、刚度大、承载能力强、误差小。

Description

一种六自由度并联机器人

技术领域

本实用新型涉及机械学领域的机器人技术，尤其涉及一种六自由度并联机器人。

背景技术

Stewart机构(即6-SPS机构)是一种六自由度并联机器人机构。它由动平台、静平台及连接动、静平台的六条相同的运动链(SPS)组成。每条运动链中含有一个联接动平台的球铰(S)、一个移动副(P)和一个联接静平台的球铰(S)，Stewart机构广泛应用于机床加工、航天器对接机构、汽车装配线、运动模拟器、岩土挖掘、光学调整、医疗机械等领域。现有的六自由度并联机器人机构(如专利申请号201210227966.X)所述及的机构为六自由度三支链，由于其同时含有螺旋副和移动副，使结构和制造工艺复杂、成本高。

DELTA机器人机构是一种含有闭环子链、且具有三个自由度移动的并联机器人机构。它有两个三角形平台，即位于上方的基座平台和位于下方的运动平台，基座平台的三边通过三条完全相同的运动链，分别连接到运动平台的三条边上。每条运动链有一个由四个回转副与杆件组成的平行四边形闭环运动链，此闭环运动链再与一个带驱动关节的驱动臂相串联，这三条运动链决定了运动平台的运动特性。借鉴DELTA机构，现有的六自由度并联机器人机构为三支链六自由度(如201410693191.4号专利申请)，该机构由于在各支链中间含有平行四边形运动链，因而造成机构整体刚度不高，承载能力不强，限制了该机构的使用范围。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的六自由度并联机器人，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单、速度快、刚度大、承载能力强、误差小的六自由度并联机器人。

本实用新型的六自由度并联机器人，包括支座、活动平台以及连接所述支座与活动平台的六根运动支链，所述运动支链包括依次连接的直线驱动机构、第一虎克铰、连杆和第二虎克铰，所述直线驱动机构与所述支座连接，所述第二虎克铰与所述活动平台连接，所述第一虎克铰的两旋转轴分别与第二虎克铰的两旋转轴相交叉。

进一步的，六根所述运动支链轮辐式设置，每根所述运动支链之间依次为70°夹角和50°夹角。

进一步的，所述直线驱动机构为一端与所述支座连接、输出轴与所述第一虎克铰连接的直线步进电机。

进一步的，所述直线步进电机的本体固定在所述支座上、输出轴穿过所述支座，所述支座上还连接有与所述输出轴套接的套管。

进一步的，所述第一虎克铰与第二虎克铰均为分体式虎克铰。

进一步的，所述活动平台上设有若干安装孔。

进一步的，所述支座上还围设有护板。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

1、通过直线驱动机构和两虎克铰，使活动平台可在空间六个自由度运动，具有各种空间运动姿态；

2、每个运动支链中只含移动副和虎克铰，结构简单、制造成本低；

3、每个运动支链中通过连杆连接两虎克铰，使机器人刚度大、承载能力强；

4、将移动副作为机器人的驱动副，降低机器人整体的重量，具有更好的动态特性；

5、采用直线电机的驱动方式，相对于传统液压驱动，具有高速度、高精度、响应速度快等优点；

6、六根运动支链采用轮幅式并联结构，具有刚度好，结构简单，累积误差小等优点。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1，本实用新型一较佳实施例所述的一种六自由度并联机器人，包括支座10、活动平台20以及连接支座10与活动平台20的六根运动支链。具体的，运动支链包括依次连接的直线驱动机构31、第一虎克铰32、连杆33和第二虎克铰34，直线驱动机构31与支座10连接，第二虎克铰34与活动平台20连接，且第一虎克铰32的两旋转轴分别与第二虎克铰34的两旋转轴相交叉。利用虎克铰可实现运动支链绕X轴、Y轴的转动；使第一虎克铰32的两旋转轴分别与第二虎克铰34的两旋转轴相交叉，可实现运动支链绕Z轴的转动；再通过直线驱动机构31，实现运动支链X、Y、Z方向的平动，从而使活动平台可在空间六个自由度运动，具有各种空间运动姿态。优选的，第一虎克铰32与第二虎克铰34均为分体式虎克铰，传动精度较高。

本实用新型中六根运动支链轮辐式设置，每根运动支链之间依次为70°夹角和50°夹角，以满足活动平台20工作时所需要的转角度。

具体的，本实用新型中直线驱动机构31为一端与支座10连接、输出轴与第一虎克铰32连接的直线步进电机，将直线步进电机的本体固定在支座10上、输出轴穿过支座10，支座10上还连接有与输出轴套接的套管40。利用套管40保护直线步进电机的输出轴。同时，为保护各固定在支座10上的直线步进电机，本实用新型在支座10上还围设有护板50。

为方便在活动平台20上安装加工工具等，本实用新型在活动平台20上设有若干安装孔。

综上，本实用新型的并联机器人使活动平台20可在空间六个自由度运动，具有各种空间运动姿态，且结构简单、速度快、刚度大、承载能力强、误差小。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种六自由度并联机器人，其特征在于：包括支座、活动平台以及连接所述支座与活动平台的六根运动支链，所述运动支链包括依次连接的直线驱动机构、第一虎克铰、连杆和第二虎克铰，所述直线驱动机构与所述支座连接，所述第二虎克铰与所述活动平台连接，所述第一虎克铰的两旋转轴分别与第二虎克铰的两旋转轴相交叉。

2.根据权利要求1所述的六自由度并联机器人，其特征在于：六根所述运动支链轮辐式设置，每根所述运动支链之间依次为70°夹角和50°夹角。

3.根据权利要求1所述的六自由度并联机器人，其特征在于：所述直线驱动机构为一端与所述支座连接、输出轴与所述第一虎克铰连接的直线步进电机。

4.根据权利要求3所述的六自由度并联机器人，其特征在于：所述直线步进电机的本体固定在所述支座上、输出轴穿过所述支座，所述支座上还连接有与所述输出轴套接的套管。

5.根据权利要求3所述的六自由度并联机器人，其特征在于：所述第一虎克铰与第二虎克铰均为分体式虎克铰。

6.根据权利要求1-5任一项所述的六自由度并联机器人，其特征在于：所述活动平台上设有若干安装孔。

7.根据权利要求6所述的六自由度并联机器人，其特征在于：所述支座上还围设有护板。