一种移动副驱动的可重构并联机器人

文档序号:33713518发布日期:2023-04-01 02:10阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种移动副驱动的可重构并联机器人,其特征在于,包含机架、动平台,所述机架与动平台之间通过三条结构相同的运动支链相连,所述运动支链之间并联连接;每个运动支链均包含虎克铰、可锁球关节、移动副;运动支链通过虎克铰与动平台铰接,同时可锁球关节与移动副固定连接;所述可锁球关节包含三个结构相同的可锁转动副,可锁转动副互相正交连接;所述机架包括x方向导轨和y方向导轨,x方向导轨与y方向导轨垂直交叉均匀分布,x方向导轨与y方向导轨顶面均设有沿各导轨延伸方向所延伸的齿条;所述移动副包含正交布置的x方向电机与y方向电机,且x方向电机输出端装有x方向齿轮;y方向电机输出端装有y方向齿轮;x方向电机输出端轴线与y方向电机输出端轴线垂直,当x方向齿轮与x方向导轨的齿条啮合时,y方向齿轮悬空;当y方向齿轮与y方向导轨的齿条啮合时,x方向齿轮悬空;所述x方向导轨与y方向导轨相交处为换向位置,该换向位置设置凹槽,凹槽将x方向导轨与y方向导轨截断,当移动副移动至该换向位置时,x方向齿轮与x方向导轨末端接触,同时y方向齿轮与y方向导轨末端接触。2.根据权利要求1所述的移动副驱动的可重构并联机器人,其特征在于,可锁球关节包含三个结构相同,且互相正交分布的可锁转动副,分别为第一可锁转动副、第二可锁转动副、第三可锁转动副,可锁转动副均包含电机、卡盘扳手、三爪卡盘,卡盘扳手的一端固定于三爪卡盘的齿轮方孔中,电机转动时带动卡盘扳手旋转,三爪卡盘同时趋近或离散,可锁转动副相应的处于锁住或释放状态。3.根据权利要求2所述的移动副驱动的可重构并联机器人,其特征在于,通过可锁转动副的不同状态带动三条运动支链,可重构并联机器人相应的具有三种操作模式,通过移动副与导轨内部齿条嵌合,可重构并联机器人相应的具有六种运动方式,即每种操作模式下均有六种运动方式。4.根据权利要求3所述的移动副驱动的可重构并联机器人,其特征在于,该机器人具有六种运动方式,设三条运动支链分别为第一运动支链、第二运动支链、第三运动支链,六种运动方式分别为:三条运动支链均沿y方向导轨运动;三条运动支链均沿x方向导轨运动;第一运动支链沿x方向导轨运动,第二运动支链及第三运动支链均沿y方向导轨运动;第一运动支链沿y方向导轨运动,第二运动支链及第三运动支链均沿x方向导轨运动;第一运动支链及第三运动支链均沿y方向导轨运动,第二运动支链沿x方向导轨运动;第一运动支链及第二运动支链均沿x方向导轨运动,第三运动支链沿y方向导轨运动。5.根据权利要求3所述的移动副驱动的可重构并联机器人,其特征在于,三种操作模式分别为:(1)所有可锁转动副均处于释放状态,该可重构并联机器人具有六个自由度,无几何约束;(2)锁住第一可锁转动副或第二可锁转动副,该可重构并联机器人具有3-prs并联机构形态,其中,p表示移动副驱动,r表示转动副,s表示球关节;(3)锁住第三可锁转动副,该可重构并联机器人具有3-puu并联机构形态,其中,u表示
虎克铰。6.根据权利要求1所述的移动副驱动的可重构并联机器人,其特征在于,所述x方向导轨在x方向导轨齿条两侧设有向下凹陷的x方向导槽,该x方向导槽的延伸方向与x方向导轨齿条延伸方向相同;y方向导轨在y方向导轨齿条两侧设有向下凹陷的y方向导槽,该y方向导槽的延伸方向与y方向导轨齿条延伸方向相同;所述移动副底部设有四个向下凸出的导块,四个导块之间形成十字形的间隙;移动副在x方向导轨上移动时,四个导块位于x方向导槽中,x方向导轨齿条位于十字形的间隙中;移动副在y方向导轨上移动时,四个导块位于y方向导槽中,y方向导轨齿条位于十字形的间隙中。

技术总结
本发明公开了一种移动副驱动的可重构并联机器人,通过改变可锁转动副的不同状态,实现并联机器人在三种操作模式间切换,此时带动动平台平动或转动,使得机器人能够实现大范围内加工。同时,通过移动副驱动并联机器人在导轨任意X/Y方向移动,使得并联机器人实现大范围移动,提高了工作空间范围及工作效率。提高了工作空间范围及工作效率。提高了工作空间范围及工作效率。


技术研发人员:赵艳芹 钟小灵 杨文翰 李龙
受保护的技术使用者:扬州大学
技术研发日:2022.11.21
技术公布日:2023/3/31
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