一种三维转动两维移动并联机器人的制作方法

[0001]
本发明涉及并联机器人技术领域，具体为一种三维转动两维移动并联机器人。


背景技术：

[0002]
并联机器人，英文名为parallel mechanism，简称pm，可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。并联机器人机构已成为近二十年机构学和机器人领域的研究热点。并联机器人的特点呈现为无累积误差，精度较高，驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置。
[0003]
市面上并联机器人各式各样，但是，并联机器人所用到的结构复杂，在工作过程中，不易灵活操纵，有待于改进一种三维转动两维移动并联机器人。


技术实现要素：

[0004]
（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种三维转动两维移动并联机器人，解决了上述背景技术提出的问题。
[0005]
（二）技术方案为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三维转动两维移动并联机器人，包括定平台、动平台、驱动分支ⅰ、驱动分支ⅱ、驱动分支ⅲ、驱动分支ⅳ、驱动分支
ⅴ
以及约束分支
ⅵ
，所述定平台与所述动平台通过五个结构完全相同的rus型的驱动分支ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、
ⅴ
以及一个spr型约束分支
ⅵ
相连接，所述驱动分支ⅰ、所述驱动分支ⅱ、所述驱动分支ⅲ、所述驱动分支ⅳ以及所述驱动分支
ⅴ
分别包括第一转动副、第一下连杆、虎克铰、第一上连杆和第一球副，所述定平台通过所述第一转动副和所述第一下连杆相连接，所述第一下连杆通过所述虎克铰和所述第一上连杆相连接，所述第一上连杆通过所述第一球副和所述动平台相连接，所述定平台相连的五个所述第一转动副作为每个分支的驱动装置，所述约束分支
ⅵ
包括第二转动副、第二上连杆、第二下连杆和第二球副，所述动平台通过所述第二转动副和所述第二上连杆相连接，所述第二上连杆通过移动副和所述第二下连杆相连接，所述第二下连杆通过所述第二球副和所述定平台相连接。
[0006]
优选的，所述第一转动副的转动方向与所述虎克铰固定在所述第一下连杆上的转动副方向相同。
[0007]
优选的，所述动平台相连的五个所述第一球副均匀分布在以所述动平台的下表面中心为圆心的同一圆周上。
[0008]
优选的，所述定平台相连的五个所述第一转动副均匀分布在以所述定平台的上表面中心为圆心的同一圆周上。
[0009]
优选的，所述约束分支
ⅵ
上的所述第二转动副设于所述动平台的下表面中心处，所述约束分支
ⅵ
上的所述第二球副设于所述定平台的上表面中心处。
[0010]
（三）有益效果本发明提供了一种三维转动两维移动并联机器人，具备以下有益效果：（1）、本发明中，并联机器人可实现三维转动和两维移动，相对传统五自由度并联机器人，该机器人具有结构简单、工作空间大、控制容易的优点。
附图说明
[0011]
图1为本发明所提供的实施例1的结构示意图；图2为本发明所提供的实施例1的具体结构示意图；图3为本发明所提供的实施例2的结构示意图；图4为本发明所提供的实施例2的具体结构示意图。
[0012]
图1-2中：1、定平台；2、第一转动副；3、第一下连杆；4、虎克铰；5、第一上连杆；6、第一球副；7、动平台；8、第二转动副；9、第二上连杆；10、第二下连杆；11、第二球副。
具体实施方式
[0013]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014]
实施例1如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种三维转动两维移动并联机器人，包括定平台1、动平台7、驱动分支ⅰ、驱动分支ⅱ、驱动分支ⅲ、驱动分支ⅳ、驱动分支
ⅴ
以及约束分支
ⅵ
，定平台1与动平台7通过五个结构完全相同的rus型的驱动分支ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、
ⅴ
以及一个spr型约束分支
ⅵ
相连接，驱动分支ⅰ、驱动分支ⅱ、驱动分支ⅲ、驱动分支ⅳ以及驱动分支
ⅴ
分别包括第一转动副2、第一下连杆3、虎克铰4、第一上连杆5和第一球副6，定平台1通过第一转动副2和第一下连杆3相连接，第一下连杆3通过虎克铰4和第一上连杆5相连接，第一上连杆5通过第一球副6和动平台7相连接，定平台1相连的五个第一转动副2作为每个分支的驱动装置，第一转动副2与外部电机连接，约束分支
ⅵ
包括第二转动副8、第二上连杆9、第二下连杆10和第二球副11，动平台7通过第二转动副8和第二上连杆9相连接，第二上连杆9通过移动副和第二下连杆10相连接，第二下连杆10通过第二球副11和定平台1相连接，改进的并联机器人结构简单，运行时容易控制，支撑稳定。
[0015]
进一步的，第一转动副2的转动方向与虎克铰4固定在第一下连杆3上的转动副方向相同，两者转动方向相同，方便控制第一上连杆5、第一下连杆3转动竖直或转动倾斜。
[0016]
进一步的，动平台7相连的五个第一球副6均匀分布在以动平台7的下表面中心为圆心的同一圆周上，第一球副6嵌设在动平台7内部，在并联机器人运行时，第一球副6在动平台7中滚动，五个第一球副6均匀分布能够稳定支撑动平台7。
[0017]
进一步的，定平台1相连的五个第一转动副2均匀分布在以定平台1的上表面中心为圆心的同一圆周上，多个第一转动副2均匀分布在定平台1上，定平台1与动平台7之间的驱动分支可以分布均匀，并联机器人的支撑力强。
[0018]
进一步的，约束分支
ⅵ
上的第二转动副8设于动平台7的下表面中心处，约束分支
ⅵ
上的第二球副11设于定平台1的上表面中心处，约束分支
ⅵ
连接着动平台7和定平台1的中部位置，这样，可以避免动平台7支撑不稳定的现象发生。
[0019]
实施例2如图3-4所示，本发明提供一种技术方案：一种三维转动两维移动并联机器人，包括定平台1、动平台7、驱动分支ⅰ、驱动分支ⅱ、驱动分支ⅲ、驱动分支ⅳ、驱动分支
ⅴ
以及约束分支
ⅵ
，定平台1与动平台7通过五个结构完全相同的rus型的驱动分支ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、
ⅴ
以及一个srr型约束分支
ⅵ
相连接，驱动分支ⅰ、驱动分支ⅱ、驱动分支ⅲ、驱动分支ⅳ以及驱动分支
ⅴ
分别包括第一转动副2、第一下连杆3、虎克铰4、第一上连杆5和第一球副6，定平台1通过第一转动副2和第一下连杆3相连接，第一下连杆3通过虎克铰4和第一上连杆5相连接，第一上连杆5通过第一球副6和动平台7相连接，定平台1相连的五个第一转动副2作为每个分支的驱动装置，第一转动副2与外部电机进行连接，约束分支
ⅵ
包括第二转动副8、第二上连杆9、第三转动副10、第二下连杆11和第二球副12，动平台7通过第二转动副8和第二上连杆9相连接，第二上连杆9通过第三转动副10和第二下连杆11相连接，第二下连杆11通过第二球副12和定平台1相连接，并联机器人可实现三维转动和两维移动，相对传统五自由度并联机器人，该机器人具有结构简单、工作空间大、控制容易的优点。
[0020]
进一步的，动平台7相连的五个第一球副6均匀分布在以动平台7的下表面中心为圆心的同一圆周上，五个第一球副6连接在一起构成圆环形，多个第一球副6均匀分布，利于后续驱动分支支撑动平台7。
[0021]
进一步的，定平台1相连的五个第一转动副2均匀分布在以定平台1的上表面中心为圆心的同一圆周上，五个第一转动副2连接在一起构成圆环形。
[0022]
进一步的，约束分支
ⅵ
上的第二转动副8设于动平台7的下表面中心，约束分支
ⅵ
上的第二球副12设于定平台1的上表面中心，约束分支
ⅵ
对动平台7的中部支撑。
[0023]
进一步的，第一转动副2的转动方向与虎克铰4固定在第一下连杆3上的转动副方向相同，两者转动方向相同，方便操纵第一上连杆5或第一下连杆3转动的倾斜角度。
[0024]
进一步的，第二转动副8的转动方向与第三转动副10的转动方向相同。
[0025]
综上可得，本发明的工作流程：使用的时候，通过驱动分支ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ和
ⅴ
，从而可以带动驱动分支上方的平台实现三维转动和两维移动，相对传统五自由度并联机器人，该机器人具有结构简单、支撑稳定、控制容易的优点。
[0026]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0027]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。