專利名稱：三維移動解耦微操作機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種三維移動解耦微操作機器人。
背景技術(shù)：
微操作機器人通常采用彈性運動副構(gòu)成一體式結(jié)構(gòu)，具有無摩擦、無間隙、響應(yīng) 快、結(jié)構(gòu)緊湊等特點，因此廣泛應(yīng)用于染色體切割、芯片制造、微機電產(chǎn)品的加工、裝配等細(xì) 微操作領(lǐng)域。燕山大學(xué)在國內(nèi)較早開展了相關(guān)研究，研制了并聯(lián)六自由度機器人誤差補償 器。劉平安等研究了一種二平動一轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的三自由度并聯(lián)微動機器人，哈爾濱工業(yè)大 學(xué)先后研制了 6-PSS和6-SPS六自由度并聯(lián)Stewart微動機器人，北京航空航天大學(xué)研 制了兩級解耦的六自由度串并聯(lián)微操作機器人和三自由度并聯(lián)Delta機構(gòu)的微操作機器 人，河北工業(yè)大學(xué)研制了正交解耦結(jié)構(gòu)的6-PSS型微操作平臺。在申請?zhí)枮?1128916. 3、 99121020. 4、00100196. 5、00100197. 3、00100198. 1、200810079902. 3、200710185234. 8的專 利文件中公開了 "新型混聯(lián)微動機器人"、"六自由度并聯(lián)解耦結(jié)構(gòu)微動機器人"、"五自由 度五軸結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動機器人"、"四自由度四軸結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動機器人"、"三自由度 三軸結(jié)構(gòu)解耦并聯(lián)微動機器人"、"三維平動微操作手"、"各向同性的三自由度微操作機器 人"。目前多數(shù)機器人存在的主要問題是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛度較低，部分機器人各自由度間不能 實現(xiàn)完全解耦，不利于控制系統(tǒng)設(shè)計等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷、具有較高剛度和承載能力的三維移動 解耦微操作機器人。其技術(shù)方案為 包括操作臺、底座和連接于操作臺與底座之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其中操作
臺和底座均具有三個相互正交的平面，三條支鏈對應(yīng)連接于操作臺與底座的三個相互正交
的平面之間，其特征在于每條支鏈均包括連接塊、微位移驅(qū)動裝置、彈性移動副和移動塊，
其中連接塊與操作臺相對的側(cè)面分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副對應(yīng)接軸線互相平行的第一連桿和第
二連桿，第一連桿和第二連桿的另一端分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副接操作臺，該連接塊相對底座的
側(cè)面分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副對應(yīng)接軸線互相平行的第三連桿和第四連桿，第三連桿和第四連桿
的另一端分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副接移動塊，8個彈性轉(zhuǎn)動副的軸線互相平行，移動塊與底座的連
接是分布在底座的三個互相垂直平面上的彈性移動副，且彈性移動副驅(qū)動方向平行于彈性
轉(zhuǎn)動副的軸線，微位移驅(qū)動裝置一端與彈性移動副連接，另一端和底座固接。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點為(1)采用彈性鉸鏈作為傳動鏈，通過支鏈正交
布置，能夠?qū)崿F(xiàn)完全解耦的三自由度平動，具有控制算法簡單、動態(tài)特性好等優(yōu)點；(2)每
條支鏈中均采用了兩個平行四邊形結(jié)構(gòu)，大大增強了微動平臺的剛度和承載能力，能夠滿
足高承載力下精密加工與定位的要求。


圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1 、操作臺2 、第一連桿3 、第二連桿4、連接塊5 、第三連桿6 、第四連桿7 、微位 移驅(qū)動裝置8、彈性移動副9、移動塊10、底座11、彈性轉(zhuǎn)動副
具體實施例方式
包括操作臺1、底座10和連接于操作臺1與底座10之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈， 其中操作臺1和底座IO均具有三個相互正交的平面，三條支鏈對應(yīng)連接于操作臺1與底座 10的三個相互正交的平面之間，每條支鏈均包括連接塊4、微位移驅(qū)動裝置7、彈性移動副8 和移動塊9，其中連接塊4與操作臺1相對的側(cè)面分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副11對應(yīng)接軸線互相平 行的第一連桿2和第二連桿3，第一連桿2和第二連桿3的另一端分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副11接 操作臺1，該連接塊4相對底座10的側(cè)面分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副ll對應(yīng)接軸線互相平行的第三 連桿5和第四連桿6，第三連桿5和第四連桿6的另一端分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副11接移動塊9， 8個彈性轉(zhuǎn)動副11的軸線互相平行，移動塊9與底座10的連接是分布在底座的三個互相垂 直平面上的彈性移動副8，且彈性移動副8驅(qū)動方向平行于彈性轉(zhuǎn)動副11的軸線，微位移驅(qū) 動裝置7 —端與彈性移動副8連接，另一端和底座10固接。
權(quán)利要求
一種三維移動解耦微操作機器人，包括操作臺(1)、底座(10)和連接于操作臺(1)與底座(10)之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其中操作臺(1)和底座(10)均具有三個相互正交的平面，三條支鏈對應(yīng)連接于操作臺(1)與底座(10)的三個相互正交的平面之間，其特征在于每條支鏈均包括連接塊(4)、微位移驅(qū)動裝置(7)、彈性移動副(8)和移動塊(9)，其中連接塊(4)與操作臺(1)相對的側(cè)面分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副(11)對應(yīng)接軸線互相平行的第一連桿(2)和第二連桿(3)，第一連桿(2)和第二連桿(3)的另一端分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副(11)接操作臺(1)，該連接塊(4)相對底座(10)的側(cè)面分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副(11)對應(yīng)接軸線互相平行的第三連桿(5)和第四連桿(6)，第三連桿(5)和第四連桿(6)的另一端分別經(jīng)彈性轉(zhuǎn)動副(11)接移動塊(9)，8個彈性轉(zhuǎn)動副(11)的軸線互相平行，移動塊(9)與底座(10)的連接是分布在底座的三個互相垂直平面上的彈性移動副(8)，且彈性移動副(8)驅(qū)動方向平行于彈性轉(zhuǎn)動副(11)的軸線，微位移驅(qū)動裝置(7)一端與彈性移動副(8)連接，微位移驅(qū)動裝置(7)另一端和底座(10)固接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三維移動解耦微操作機器人，包括操作臺、底座和連接于操作臺與底座之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于每條支鏈均包括連接塊、微位移驅(qū)動裝置、彈性移動副和移動塊，其中連接塊的一側(cè)依次經(jīng)兩個彈性轉(zhuǎn)動副、兩個平行的連桿、兩個彈性轉(zhuǎn)動副接操作臺，該連接塊相對底座的側(cè)面依次經(jīng)兩個彈性轉(zhuǎn)動副、兩個平行的連桿、兩個彈性轉(zhuǎn)動副接移動塊，所有彈性轉(zhuǎn)動副的軸線互相平行，移動塊與底座的連接是分布在底座的三個互相垂直平面上的彈性移動副，且彈性移動副驅(qū)動方向平行于彈性轉(zhuǎn)動副的軸線，微位移驅(qū)動裝置一端與彈性移動副連接，另一端和底座固接。本發(fā)明可實現(xiàn)完全解耦的三維移動，具有剛度大、承載力大、易于控制等特點。
文檔編號B25J11/00GK101733754SQ20091023154
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者宮金良, 張彥斐 申請人:山東理工大學(xué)