專利名稱：一種三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)有的三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)一般為三根并聯(lián)安裝的長(zhǎng)度可變化的桿件將運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接在固定平臺(tái)上，每個(gè)桿件用轉(zhuǎn)動(dòng)副和固定平臺(tái)相連，用球鉸和活動(dòng)平臺(tái)連接，通過移動(dòng)副改變各桿件的長(zhǎng)度，可以調(diào)整運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置和姿態(tài)，移動(dòng)副由液壓缸或電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲杠構(gòu)成。這種機(jī)器人機(jī)構(gòu)只有一個(gè)平動(dòng)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，且正反解的計(jì)算也較復(fù)雜，應(yīng)用受到限制，一般不作為獨(dú)立機(jī)構(gòu)應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)正反計(jì)算極為簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制及作業(yè)空間大的三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型由活動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)、平行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)桿等部分構(gòu)成。三根并聯(lián)安裝的驅(qū)動(dòng)桿和平行機(jī)構(gòu)將活動(dòng)平臺(tái)連接在固定平臺(tái)上，每個(gè)驅(qū)動(dòng)桿兩端分別用球鉸和固定平臺(tái)、活動(dòng)平臺(tái)連接，通過移動(dòng)副改變各驅(qū)動(dòng)桿的長(zhǎng)度，可以調(diào)整活動(dòng)平臺(tái)的位置，移動(dòng)副由液壓缸和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲杠構(gòu)成，三個(gè)驅(qū)動(dòng)桿控制活動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)平動(dòng)自由度，平行機(jī)構(gòu)限制三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
本實(shí)用新型的平行機(jī)構(gòu)是由從動(dòng)平臺(tái)和支撐桿構(gòu)成，從動(dòng)平臺(tái)為圓盤，其周邊通過虎克鉸或球鉸與支撐桿聯(lián)接，再分別將上、下兩組支撐桿的頂端和底端與活動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)相連接。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的構(gòu)成。


圖1、圖2、圖3為本實(shí)用新型三種不同實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中(1)固定平臺(tái)、(2)驅(qū)動(dòng)桿、(3)從動(dòng)平臺(tái)、(4)球鉸、(5)活動(dòng)平臺(tái)、(6)移動(dòng)副、(7)虎克鉸、(8)支撐桿。
實(shí)施例1，如
圖1所示固定平臺(tái)(1)保持不動(dòng)，活動(dòng)平臺(tái)(5)可作平動(dòng)，即有三個(gè)移動(dòng)自由度，用6個(gè)球鉸(4)把驅(qū)動(dòng)桿(2)和活動(dòng)平臺(tái)(5)、固定平臺(tái)(1)相聯(lián)接，移動(dòng)副(6)由絲杠和液壓油缸構(gòu)成，通過移動(dòng)副(6)驅(qū)動(dòng)，以控制活動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)移動(dòng)自由度。6根固定長(zhǎng)的支撐桿(8)分成上下兩組和一個(gè)從動(dòng)平臺(tái)(3)用虎克鉸(7)連接構(gòu)成平行機(jī)構(gòu)，再將平行機(jī)構(gòu)上下兩組支撐桿的端部用虎克鉸分別與活動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)連接，活動(dòng)平臺(tái)(5)和從動(dòng)平臺(tái)(3)之間的3個(gè)支撐桿相互平行，固定平臺(tái)(1)和從動(dòng)平臺(tái)(3)之間的3個(gè)支撐桿相互平行，以約束活動(dòng)平臺(tái)相對(duì)固定平臺(tái)作平動(dòng)。
實(shí)施例2，如圖2所示平行機(jī)構(gòu)由8根支撐桿(8)和一個(gè)從動(dòng)平臺(tái)(3)用球鉸(4)按圖2方式連接構(gòu)成。8根支撐桿分上下兩組，每組長(zhǎng)度相等且相互平行，再將此平行機(jī)構(gòu)上、下兩組支撐桿的端部用球鉸分別與活動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)連接?？杉s束活動(dòng)平臺(tái)相對(duì)固定平臺(tái)作平動(dòng)，即有三個(gè)移動(dòng)自由度。
實(shí)施例3，如圖3所示平行機(jī)構(gòu)用6根支撐桿(8)和三個(gè)從動(dòng)平臺(tái)(3)用球鉸(4)按圖3方式連接構(gòu)成，6根支撐桿分為上、下兩組，每組長(zhǎng)度相等且相互平行，再將此平行機(jī)構(gòu)上、下兩組支撐桿的端部用球鉸分別與活動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)連接，可約束活動(dòng)平臺(tái)相對(duì)固定平臺(tái)作平動(dòng)，即有三個(gè)移動(dòng)自由度。
本實(shí)用新型具有正、反計(jì)算極為簡(jiǎn)單、易于實(shí)時(shí)控制；機(jī)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中不存在死點(diǎn)，使用可靠；承受負(fù)載合理(平行機(jī)構(gòu)承受扭矩、驅(qū)動(dòng)桿承受力)；作業(yè)空間大等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種包含有活動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)、驅(qū)動(dòng)桿、移動(dòng)副在內(nèi)的三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于該機(jī)構(gòu)還含有平行機(jī)構(gòu)，平行機(jī)構(gòu)由從動(dòng)平臺(tái)和支撐桿構(gòu)成，并固定在活動(dòng)平臺(tái)與固定平臺(tái)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所說的平行機(jī)構(gòu)有三種實(shí)現(xiàn)方式a、6根固定長(zhǎng)的支撐桿分成上、下兩組和一個(gè)從動(dòng)平臺(tái)用虎克鉸連接，再將此平行機(jī)構(gòu)上、下兩組支撐桿的端部用虎克鉸分別與活動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)連接，活動(dòng)平臺(tái)和從動(dòng)平臺(tái)之間的3根支撐桿相互平行，固定平臺(tái)和從動(dòng)平臺(tái)之間的3根支撐桿相互平行；b、8根支撐桿和一個(gè)從動(dòng)平臺(tái)用球絞連接構(gòu)成，8根支撐桿分成上、下兩組，每組長(zhǎng)度相等且相互平行，再將此平行機(jī)構(gòu)上、下兩組支撐桿的端部用球鉸分別與活動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)相連接；c、6根支撐桿和三個(gè)從動(dòng)平臺(tái)用球鉸連接，6根支撐桿分為上、下兩組，每組長(zhǎng)度相等且相互平行，再將此平行機(jī)構(gòu)上、下兩組支撐桿的端部用球鉸分別與活動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)連接。
3.如權(quán)利要求1、2所述的三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所說的構(gòu)成平行機(jī)構(gòu)的從動(dòng)平臺(tái)為圓盤狀。
專利摘要一種三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)屬于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,由活動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)、驅(qū)動(dòng)桿、移動(dòng)副和平行機(jī)構(gòu)組成,平行機(jī)構(gòu)由從動(dòng)平臺(tái)和支撐桿構(gòu)成,并固定在活動(dòng)平臺(tái)與固定平臺(tái)之間,該機(jī)構(gòu)具有正、反計(jì)算極為簡(jiǎn)單、易于實(shí)時(shí)控制,實(shí)際運(yùn)動(dòng)不存在死點(diǎn),使用可靠,承受負(fù)載合理,作業(yè)空間大等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B25J9/08GK2309932SQ9722931
公開日1999年3月10日 申請(qǐng)日期1997年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月8日
發(fā)明者蔡光起, 胡明, 郭成, 原所先, 史家順 申請(qǐng)人:東北大學(xué)