专利名称：高速三自由度并联机器人臂的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机器人机构技术领域，具体地说是一种高速三自由度并联机器人臂。
为提高机器人的作业效率，世界各国都在研究高速运动的机器人，机器人臂机构的刚度是机器人实现高速的关键。因而，高刚度机器人臂已成为当今机器人重点研究解决的问题之一。由于刚度好，并联机构作为机器人臂已经得到应用，但不同种类的并联机构其刚度不同。如图1所示，是一种现有技术中三自由度并联机构，并已作为机器人臂得到作用。它有三个分支3，每个分支3具有五个自由度，其上依次安装转动副4，移动副6，球副5。移动副6为驱动部分。当三个移动副6运动时，固定下平台2，可使上平台1有三个自由度的运动输出。由于移动副6在此并联机构运动时，除移动外，还必须同时摆动，因而，影响整体刚度，不适合作高速运动。
为解决上述不足，本实用新型的目的是提供一种适用于高速运动的高刚度的三自由度并联机器人臂。
本实用新型的技术方案是由上平台、下平台、三个分支组成，三个分支并联安装在上、下平台之间，其中每个分支具有3个杆件A、B、C，从上至下依次安装，具体为杆件A通过转动副与上平台连接，其特征在于所述球副位于杆件A和杆件B之间，杆件B通过移动副与杆件C相连，所述杆件C固定于下平台上；所述杆件A、B、C采用薄壁箱体结构。
本实用新型具有如下优点1.高刚度。本实用新型将移动副与下平台固连在一起，因而在上平台运动时，移动副不需再同时摆动，提高了并联臂机构的整体刚度，具有良好的抗扭能力，三个分支的移动副之间不是各自的负载，降低了驱动总功率。
2.自身重量轻。本实用新型三个分支的转动副与球副之间，球副与移动副之间及移动副与下平台之间的杆件A、B、C都采用了薄壁箱体结构的杆件相连，因而在提高整体刚度和抗扭能力的同时，极大地减轻了自身重量。
3.运行可靠。本实用新型由于采用上述球副和移动副的安装结构及薄壁箱体的使用，因而能够满足高速运动的作业要求。
图1为现有技术中三自由度并联机构原理图。
图2为本实用新型原理图。
图3为本实用新型主视图。
图4为本实用新型左视图。
以下结合附图对本实用新型结构及原理作进一步详细说明。
如图2、3、4所示，本实用新型由上平台1、下平台2、三个分支3组成，三个分支3并联安装在上、下平台1、2之间，其中每个分支3具有3个杆件A31、B32、C33，从上至下依次安装，具体为杆件A31通过转动副4与上平台1连接，所述球副5位于杆件A31和杆件B32之间，杆件B32通过移动副6与杆件C33相连，所述杆件C33固定于下平台2；所述杆件A31、B32、C33采用薄壁箱体结构；本实用新型在863研究课题实验中，所述三个分支3中的移动副6选用液压油缸作为驱动元件，用闭环控制系统进行伺服控制其上平台1的三个运动，上平台1在负载120kg时，最高运动速度可达到2m/s。
本实用新型的运动原理如下本实用新型所述上平台1为运动输出端，下平台2为基座，上、下平台1、2之间的每个分支3有五个自由度，转动副4具有一个自由度，球副5具有三个自由度，移动副6具有一个自由度。通过控制装置使并联机构1三个分支中的移动副6作伸缩直线移动，则上平台1相对下平台2便可作三维运动，即X、Y、Z坐标的位置运动。
本实用新型也可选用电机—丝杠作为移动副6的驱动元件。
权利要求1.一种高速三自由度并联机器人臂，由上平台(1)、下平台(2)、三个分支(3)组成，三个分支(3)并联安装在上、下平台(1、2)之间，其中每个分支(3)具有3个杆件A、B、C(31、32、33)，从上至下依次安装，具体为杆件A(31)通过转动副(4)与上平台(1)连接，其特征在于所述球副(5)位于杆件A(31)和杆件B(32)之间，杆件B(32)通过移动副(6)与杆件C(33)相连，所述杆件C(33)固定于下平台(2)上。
2.按照权利要求1所述高速三自由度并联机器人臂，其特征在于所述杆件A、B、C(31、32、33)采用薄壁箱体结构。
专利摘要本实用新型属于机器人机构技术领域,具体地说是一种高速三自由度并联机器人臂。由上平台、下平台、分支组成,三个分支并联安装在三角形上、下平台之间,所述三个分支上的球副位于杆件A和杆件B之间,杆件B通过移动副与杆件C相连,所述杆件C固定于下平台上。它适用于高速运动,具有轻型、高刚度特点。
文档编号B25J18/00GK2407899SQ0021098
公开日2000年11月29日 申请日期2000年3月3日 优先权日2000年3月3日
发明者李小凡, 王 忠, 原培章 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所