具有超短支鏈的三平動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種具有超短支鏈的三平動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人具有無(wú)摩擦、無(wú)間隙、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于染色體切割、芯片制造、微機(jī)電產(chǎn)品的加工、裝配等細(xì)微操作領(lǐng)域。
[0003]少自由度并聯(lián)機(jī)器人以其自身的特點(diǎn)和應(yīng)用潛力吸引了國(guó)內(nèi)外大批學(xué)者進(jìn)行研究。Ellis提出用并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)作為微動(dòng)操作機(jī)械手，并應(yīng)用于生物技術(shù)和顯微外科；Magnani和Pernette研究了轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、虎克鉸和球鉸的柔性鉸鏈形式；Kall1研制了三自由度微操作并聯(lián)機(jī)器人；Hara和Henimi研究了平面三自由度和六自由度微動(dòng)機(jī)器人；HudgenS和Tesar研究了六自由度并聯(lián)微操作器，用于精密的誤差補(bǔ)償和精密力控制；Lee對(duì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)移動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的三自由度并聯(lián)微動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究。目前在國(guó)內(nèi)，北京航空航天大學(xué)研制了兩級(jí)解耦的六自由度串并聯(lián)微操作機(jī)器人和三自由度并聯(lián)Delta機(jī)構(gòu)的微操作機(jī)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(dòng)機(jī)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(tái)；天津大學(xué)的田延嶺等人研制了一種大行程兩平動(dòng)一轉(zhuǎn)動(dòng)精密定位平臺(tái)，由基座和設(shè)置在其內(nèi)部的動(dòng)平臺(tái)組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，輸出位移較大，軸向剛度高等特點(diǎn)，可作為納米微操作系統(tǒng)的輔助定位平臺(tái)，具有微量進(jìn)給和精密定位功能。
[0004]盡管國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者研究并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，這些研究成果和專利技術(shù)大多滿足一定的運(yùn)動(dòng)精度要求和剛度要求，但是在高硬質(zhì)材料加工等特殊領(lǐng)域，仍然需要進(jìn)一步提高剛度和運(yùn)動(dòng)精度，這是機(jī)械制造領(lǐng)域的兩個(gè)重要指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有超短支鏈的三平動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人。其技術(shù)方案為:
一種具有超短支鏈的三平動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人，包括固定平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、微位移驅(qū)動(dòng)裝置和連接于固定平臺(tái)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于:三條支鏈均含有矩形連接塊和環(huán)形彈性副，其中環(huán)形彈性副的側(cè)壁分別與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和矩形連接塊的一個(gè)側(cè)面固定連接，且兩連接處位于過(guò)環(huán)形彈性副中心線的同一平面上，矩形連接塊的另一個(gè)相鄰側(cè)面通過(guò)彈性移動(dòng)副與固定平臺(tái)連接，彈性移動(dòng)副由固接到固定平臺(tái)的微位移驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)微運(yùn)動(dòng)，且彈性移動(dòng)副的主移動(dòng)方向與相應(yīng)環(huán)形彈性副的中心線方向一致，三個(gè)彈性移動(dòng)副的主移動(dòng)方向兩兩垂直。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)為:(I)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)支鏈短，每條支鏈僅僅含有兩個(gè)彈性環(huán)節(jié)，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)高剛度和高精度要求；(2)三條支鏈正交布置，通過(guò)微位移驅(qū)動(dòng)裝置控制每條支鏈上的彈性移動(dòng)副，能夠?qū)崿F(xiàn)末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)移動(dòng)自由度的解耦輸出。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:1、固定平臺(tái)2、彈性移動(dòng)副3、微位移驅(qū)動(dòng)裝置4、矩形連接塊5、環(huán)形彈性副6、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0009]三條支鏈均含有矩形連接塊4和環(huán)形彈性副5，其中環(huán)形彈性副5的側(cè)壁分別與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6和矩形連接塊4的一個(gè)側(cè)面固定連接，且兩連接處位于過(guò)環(huán)形彈性副5中心線的同一平面上，矩形連接塊4的另一個(gè)相鄰側(cè)面通過(guò)彈性移動(dòng)副2與固定平臺(tái)I連接，彈性移動(dòng)副2由固接到固定平臺(tái)I的微位移驅(qū)動(dòng)裝置3驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)微運(yùn)動(dòng)，且彈性移動(dòng)副2的主移動(dòng)方向與相應(yīng)環(huán)形彈性副5的中心線方向一致，三個(gè)彈性移動(dòng)副2的主移動(dòng)方向兩兩垂直。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有超短支鏈的三平動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人，包括固定平臺(tái)(I)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(6)、微位移驅(qū)動(dòng)裝置(3)和連接于固定平臺(tái)(I)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(6)之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于:三條支鏈均含有矩形連接塊(4)和環(huán)形彈性副(5)，其中環(huán)形彈性副(5)的側(cè)壁分別與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(6)和矩形連接塊(4)的一個(gè)側(cè)面固定連接，且兩連接處位于過(guò)環(huán)形彈性副(5)中心線的同一平面上，矩形連接塊(4)的另一個(gè)相鄰側(cè)面通過(guò)彈性移動(dòng)副(2)與固定平臺(tái)(I)連接，彈性移動(dòng)副(2 )由固接到固定平臺(tái)(I)的微位移驅(qū)動(dòng)裝置(3 )驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)微運(yùn)動(dòng)，且彈性移動(dòng)副(2)的主移動(dòng)方向與相應(yīng)環(huán)形彈性副(5)的中心線方向一致，三個(gè)彈性移動(dòng)副(2)的主移動(dòng)方向兩兩垂直。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有超短支鏈的三平動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人，包括固定平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、微位移驅(qū)動(dòng)裝置和連接于固定平臺(tái)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間的三條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于：三條支鏈均含有矩形連接塊和環(huán)形彈性副，其中環(huán)形彈性副的側(cè)壁分別與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和矩形連接塊的一個(gè)側(cè)面固定連接，矩形連接塊的另一個(gè)相鄰側(cè)面通過(guò)彈性移動(dòng)副與固定平臺(tái)連接，彈性移動(dòng)副由固接到固定平臺(tái)的微位移驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)微運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明具有運(yùn)動(dòng)支鏈短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)高剛度和高精度要求等特點(diǎn)，同時(shí)三條支鏈正交布置，通過(guò)微位移驅(qū)動(dòng)裝置控制每條支鏈上的彈性移動(dòng)副，能夠?qū)崿F(xiàn)末端運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)移動(dòng)自由度的解耦輸出。
【IPC分類】B25J9/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105196279
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510764020
【發(fā)明人】宮金良, 張彥斐, 賈國(guó)朋
【申請(qǐng)人】山東理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日