二分支三自由度工业机器人的制作方法

本发明属于工业机器人领域，特别涉及一种工业机器人。

背景技术：

并联结构的工业机器人在现代化工业领域有广泛的应用前景，这种机器人通常由基座、运动平台和以并联方式连接两者的多条运动分支组成，其驱动部件可以安装在基座上或基座附近，使它与串联结构的机器人相比具有一些独特的性能，如刚度大、对称性好、结构紧凑和动力学性能好等。斯帝瓦特(Stewart)平台是最典型的六自由度并联机器人，这种机器人由运动平台和基座和连接两者之间的六条可伸缩运动分支组成，通过六个运动分支的伸缩运动使运动平台实现任意位置与姿态的六维空间运动，该种机器人亦即具有六个自由度。但是，现代生产中的许多实际操作机器人只需要具有部分自由度，这类并联机器人相对六自由度并联机器人称为少自由度并联机器人，如分别具有二、三、四和五自由度的并联机器人。在少自由度并联机器人中，具有二维移动和一维转动的且具有实用性的并联结构三自由度机器人在核工业，汽车，航空航天等领域有很好的应用前景。

目前，现有的三自由度工业机器人中，授权公告为CN102441891B的专利提出了一种具有两平移一转动的三自由度工业机器人，且它的转动自由度所在平面和两平移自由度所在的平面垂直，因此该机器人不能完成两维移动和一维转动均在一个平面内的操作任务。现有的平面三自由并联机构中，授权公告为CN103895006B的专利提出了一种平面三自由度并联机构，它通过三组P(2-SS)支链驱动，在三个驱动副轴线重合约束和球副转角约束的条件下，该并联机构的转动角度和竖直面内的移动范围较小。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、精度高、承载能力和工作空间大，可以实现在垂直面内的二维移动和绕一水平轴转动的三自由度工业机器人。

本发明包括基座、运动平台以及连接基座和运动平台的两条运动分支。所述两条运动分支中的第一运动分支包括四对连杆、两个伸缩杆和八个转动轴，其中，第一对连杆一端分别通过第二转动轴与基座的一侧转动连接，该第一对连杆的另一端分别通过第五转动轴与第三对连杆的一端转动连接，第二对连杆的一端分别通过第八转动轴与上述第一对连杆的中下部转动连接，该第二对连杆的另一端分别通过第六转动轴与第四对连杆的一端转动连接，该第四对连杆的另一端分别通过第一转动轴与运动平台的一端转动连接，上述第三对连杆的另一端分别通过第七转动轴与第四对连杆的一部位转动连接；所述第三对连杆和第二对连杆呈交叉形式布置；第一伸缩杆的一端通过第四转动轴与上述第一对连杆的中上部转动连接，该第一伸缩杆的另一端通过第三转动轴与基座转动连接，第二伸缩杆的一端与上述第六转动轴的中部转动连接，该第二伸缩杆的另一端与上述第五转动轴的中部转动连接；上述所有转动轴互相平行且水平设置；所述两条运动分支中的第二运动分支除了不设第二伸缩杆以外，其它部件及部件间的连接关系与第一运动分支相同，第二运动分支的第一对连杆一端分别通过第二转动轴与基座的另一侧转动连接，第四对连杆的另一端分别通过第一转动轴与运动平台的另一端转动连接；工件或夹具安装在运动平台上，通过二个运动分支中的三个伸缩杆的驱动，可实现运动平台在垂直面内的二维移动和绕一水平轴的转动。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、具有明确运动特性，即，在垂直面内的二维移动和绕一水平轴的转动。

2、机构运动学算法简单、精度高、承载能力强、结构简单、工作空间大及工艺性好。

3、本发明在现代工业领域有广泛的应用前景，特别适合与其他操作机器人联动，用于大型复杂零件的加工、焊接等。

附图说明

图1为本发明的立体示意简图。

图2为本发明第一运动分支的立体示意简图。

图中：1.基座、2.第一运动分支、3.第二运动分支、4.运动平台、5.第一转动轴、6.第二转动轴、7.第三转动轴、8.第一伸缩杆、(9、9′).第一对连杆、10.第四转动轴、(11、11′).第二对连杆、12.第五转动轴、(13、13′).第三对连杆、14.第二伸缩杆、(15、15′).第四对连杆、16.第六转动轴、17.第七转动轴、18.第八转动轴。

具体实施方式

在图1和图2所示的三自由度工业机器人示意图中，基座1的两侧和运动平台4的两端分别通过第一运动分支2和第二运动分支3连接，所述第一运动分支中的第一对连杆9、9′的一端分别通过第二转动轴6与基座的一侧转动连接，该第一对连杆的另一端分别通过第五转动轴12与第三对连杆13、13′的一端转动连接，第二对连杆11、11′的一端分别通过第八转动轴18与上述第一对连杆的中下部转动连接，该第二对连杆的另一端分别通过第六转动轴16与第四对连杆15、15′的一端转动连接，该第四对连杆的另一端分别通过第一转动轴5与运动平台的一端转动连接，上述第三对连杆的另一端分别通过第七转动轴17与第四对连杆的一部位转动连接；所述第三对连杆(13、13′)和第二对连杆(11、11′)呈交叉形式布置；第一伸缩杆8的一端通过第四转动轴10与上述第一对连杆的中上部转动连接，该第一伸缩杆的另一端通过第三转动轴7与基座转动连接，第二伸缩杆14的一端与上述第六转动轴的中部转动连接，该第二伸缩杆的另一端与上述第五转动轴的中部转动连接；上述所有转动轴互相平行且水平设置；第二运动分支除了不设第二伸缩杆以外，其它部件及部件间的连接关系与第一运动分支相同，第二运动分支的第一对连杆一端分别通过第二转动轴与基座的另一侧转动连接，第四对连杆的另一端分别通过第一转动轴与运动平台的另一端转动连接。

工件或夹具安装在运动平台上，通过二个运动分支中的三个伸缩杆的驱动，可实现运动平台在垂直面内的二维移动和绕一水平轴的转动。