专利名称：3-2-1结构三维移动工业机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业机器人领域，特别是涉及一种3-2-1结构的三维 移动工业机器人。
背景技术：
20世纪八十年代以来，为了克服串联结构的机器人结构复杂、刚度低、 惯性大等不足，人们把注意力转向了并联结构的机器人，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支链组成，其所有驱 动电机都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、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 和基座和连接两者的六条可伸縮运动支链组成，通过六个运动支链的伸縮 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并联机器人只需要具有 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，三自由度三维移动并联机器人并不多见，DELTA机器人是最为 典型的少自由度并联机器人，它是一种三自由度三维移动机器人，已成功 应用于工业中的许多场合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3-2-1结构的三维移动工业机器人，该机 器人具有结构简单、精度高、承载能力强等优点，可应用于汽车、电子、 核工业和航空航天等现代工业领域。
本发明所采用的技术方案是将六条两端代有球铰的等长刚性支杆按 3、 2、 1分为三组，各组的刚性支杆一端的球铰分别与运动平台相联，另一 端的球铰分别与对应的三个连接件相联，三个连接件分别安装在对应的三 个直线移动驱动单元的滑台上，所述直线移动驱动单元由AC伺服电机、联轴器、滚珠丝杠螺母副、滑台和滑台座等组成，工具或夹具安装在运动平 台上，三个直线移动驱动单元安装在基座上并呈交叉布置，通过三个直线
移动驱动单元的AC伺服电机分别驱动对应的滚珠丝杠带动滑台的运动，实 现运动平台的三维移动。
本发明的有益效果是本发明具有结构简单、精度高和承载能力强等 优点。本发明在现代工业领域需要三维移动的作业中有广泛的应用前景。
图1为3-2-1结构三维移动工业机器人的结构图。
在图1中，l.基座，2.第一连接件，3.第三连接件，4.运动平台，5. 工具或夹具，6.刚性支杆，7.第二连接件，8.滚珠丝杠螺母副，9. AC伺服 电机，IO.联轴器，ll.滑台座，12.滑台。
具体实施例方式
图1是本发明公开的一个实施例，这种3-2-1结构三维移动工业机器 人包括基座l、运动平台4和工具或夹具5、六条两端代有球铰的刚性支杆 6、三个连接件(2、 3、 7)和三个直线移动驱动单元。所述直线移动驱动 单元由滚珠丝杠螺母副8、 AC伺服电机9、联轴器IO、滑台座ll、滑台12 等组成，滚珠丝杠螺母副8的螺母与滑台12固联，滚珠丝杠螺母副8的滚 珠丝杠通过转动副与滑台座11相联，AC伺服电机9安装在滑台座11上， 滚珠丝杠螺母副8的滚珠丝杠通过联轴器10与AC伺服电机9的输出轴相 联。所述三个直线移动驱动单元结构相同。三个连接件(2、 3、 7)分别安 装在对应直线移动驱动单元的滑台12上，运动平台4上安装工具或夹具5， 三个直线移动驱动单元安装在基座1上并呈交叉布置。六条刚性支杆6等 长，六条刚性支杆6按3、 2、 1分为第一、第二、第三组，第一组的三条 刚性支杆6的一端球铰与运动平台4相联，另一端的球铰与第一连接件2 相联，与运动平台4相联的三个球铰的中心和与第一连接件2相联的三个 球铰的中心分别位于两个正三角形的三个顶点上，且所述两个正三角形边 长相等。第二组的二条刚性支杆6的一端的球铰与运动平台4相联，另一 端的球铰与第二连接件7相联，与运动平台4相联的二个球铰的中心距离与所对应的与第二连接件7相联的二个球铰的中心距离相等；第三组的刚
性支杆6的一端球铰与运动平台4相联，另一端球铰与第三连接件3相联。 通过三个直线移动驱动单元的AC伺服电机9分别驱动对应的滚珠丝杠带动 滑台12的运动，可实现运动平台4的三维移动。
权利要求
1. 一种3-2-1结构三维移动工业机器人，包括基座(1)、运动平台(4)和工具或夹具(5)，所述工具或夹具(5)安装在运动平台(4)上，其特征是六条两端带有球铰的等长刚性支杆(6)按3、2、1分为第一、第二、第三组，第一组的三条刚性支杆(6)的一端球铰与运动平台(4)相联，另一端的球铰与第一连接件(2)相联；第二组的二条刚性支杆(6)的一端球铰与运动平台(4)相联，另一端的球铰与第二连接件(7)相联；第三组的刚性支杆(6)的一端球铰与运动平台(4)相联，另一端球铰与第三连接件(3)相联；第一连接件(2)、第二连接件(7)和第三连接件(3)分别安装在三个直线移动驱动单元的滑台(12)上，三个直线移动驱动单元在基座(1)上呈交叉布置。
2. 根据权利要求1所述的3-2-1结构三维移动工业机器人，其特征是: 对应第一组的三条刚性支杆，与运动平台(4)相联的三个球铰的中心和与 第一连接件(2)相联的三个球铰的中心分别位于两个正三角形的三个顶点 上，且所述两个正三角形边长相等；对应第二组的二条刚性支杆，与运动 平台(4)相联的二个球铰的中心距离与所对应的与第二连接件(7)相联 的二个球铰的中心距离相等。
全文摘要
本发明公开一种3-2-1结构三维移动工业机器人，其特征是六条两端带有球铰的等长刚性支杆(6)按3、2、1分为第一、第二、第三组，第一组的三条刚性支杆(6)的一端球铰与运动平台(4)相联，另一端的球铰与第一连接件(2)相联；第二组的二条刚性支杆(6)的一端球铰与运动平台(4)相联，另一端的球铰与第二连接件(7)相联；第三组的刚性支杆(6)的一端球铰与运动平台(4)相联，另一端球铰与第三连接件(3)相联；第一连接件(2)、第二连接件(7)和第三连接件(3)分别安装在三个直线移动驱动单元的滑台(12)上，三个直线移动驱动单元在基座(1)上呈交叉布置。通过三个直线移动驱动单元的驱动，可实现运动平台(4)的三维移动。本发明具有结构简单和承载能力强等优点，可应用于汽车、电子、核工业和航空航天等现代工业领域。
文档编号B25J9/16GK101417423SQ20081007990
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月22日 优先权日2008年11月22日
发明者王跃灵, 金振林, 峰 高 申请人:燕山大学