兩自由度并聯(lián)噴涂機(jī)器人關(guān)節(jié)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人關(guān)節(jié)，特別涉及一種兩自由度并聯(lián)噴涂機(jī)器人關(guān)節(jié)。
技術(shù)背景
[0002]隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速崛起，汽車(chē)自動(dòng)化噴涂技術(shù)也得到了快速發(fā)展，由于噴涂機(jī)器人的高度柔性化特點(diǎn)，噴涂機(jī)器人在自動(dòng)化噴涂領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前噴涂機(jī)器人一般多為六自由度串聯(lián)機(jī)器人，串聯(lián)機(jī)器人具有較大的工作空間，但其積累誤差大，不利于嗔涂精度的提尚。然而并聯(lián)機(jī)構(gòu)相對(duì)串聯(lián)機(jī)構(gòu)具有無(wú)累積誤差、精度尚、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于高精度操作機(jī)器人。但并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間普遍較小，嚴(yán)重制約了并聯(lián)機(jī)構(gòu)在工業(yè)和機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0003]結(jié)合串、并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，可采用混聯(lián)機(jī)構(gòu)來(lái)構(gòu)建精度較高的工業(yè)機(jī)器人，例如中國(guó)專(zhuān)利CN103433918A公開(kāi)了一種五自由度混聯(lián)工業(yè)機(jī)器人，通過(guò)三移動(dòng)自由度串聯(lián)機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)末端工具位置，通過(guò)末端兩轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)末端工具姿態(tài)。對(duì)于該類(lèi)混聯(lián)噴涂機(jī)器人，其關(guān)鍵技術(shù)在于末端姿態(tài)調(diào)節(jié)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，為提高噴涂機(jī)器人的精度及其靈活度，要求末端姿態(tài)調(diào)節(jié)并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較小的體積和較大的工作空間以及較高的剛度。普通的并聯(lián)機(jī)構(gòu)很難達(dá)到要求，國(guó)外對(duì)該類(lèi)機(jī)構(gòu)的研究較早，其中美國(guó)專(zhuān)利US5036724公開(kāi)了一種大工作空間兩轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，并成功應(yīng)用于工業(yè)噴涂機(jī)器人腕關(guān)節(jié)中。目前對(duì)小體積、大工作空間轉(zhuǎn)動(dòng)類(lèi)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究雖取得了一定的成果，但新機(jī)構(gòu)構(gòu)型仍然較為匱乏，且已公開(kāi)機(jī)構(gòu)的剛度普遍較小，限制了該類(lèi)機(jī)構(gòu)在工業(yè)機(jī)器人中的進(jìn)一步應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種兩自由度并聯(lián)噴涂機(jī)器人關(guān)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)相對(duì)定平臺(tái)做兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)，且該關(guān)節(jié)具有體積小、剛度大、轉(zhuǎn)動(dòng)工作空間大等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)中。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0006]本發(fā)明主要包括定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、環(huán)形導(dǎo)軌，連接動(dòng)、定平臺(tái)的三條運(yùn)動(dòng)支鏈，其有三種連接方式:
[0007]第一種連接方式:三條運(yùn)動(dòng)支鏈結(jié)構(gòu)相同，每條運(yùn)動(dòng)支鏈均由下連桿、滑塊和上連桿組成，下連桿一端與定平臺(tái)通過(guò)定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，下連桿另一端與滑塊通過(guò)下轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，上連桿一端與滑塊通過(guò)上轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，上連桿另一端與動(dòng)平臺(tái)通過(guò)動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接;三條運(yùn)動(dòng)支鏈中，三個(gè)定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線和三個(gè)下轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線匯交于一點(diǎn)P，三個(gè)動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線和三個(gè)上轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線匯交于一點(diǎn)Q，點(diǎn)Q與所述點(diǎn)P不重合;每條運(yùn)動(dòng)支鏈中的滑塊均與環(huán)形導(dǎo)軌通過(guò)移動(dòng)副連接，滑塊只能沿環(huán)形導(dǎo)軌做圓周滑動(dòng)，環(huán)形導(dǎo)軌為圓環(huán)形，其中心軸線過(guò)所述點(diǎn)P和點(diǎn)Q。
[0008]第二種連接方式:三條運(yùn)動(dòng)支鏈結(jié)構(gòu)相同，每條運(yùn)動(dòng)支鏈均由下連桿、滑塊和上連桿組成，下連桿一端與定平臺(tái)通過(guò)定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，下連桿另一端與滑塊通過(guò)球面副連接，上連桿一端與滑塊通過(guò)上轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，上連桿另一端與動(dòng)平臺(tái)通過(guò)球面副連接;三條運(yùn)動(dòng)支鏈中，三個(gè)定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線匯交于一點(diǎn)P，三個(gè)上轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線匯交于一點(diǎn)Q，點(diǎn)Q與所述點(diǎn)P不重合;每條運(yùn)動(dòng)支鏈中的滑塊均與環(huán)形導(dǎo)軌通過(guò)移動(dòng)副連接，滑塊只能沿環(huán)形導(dǎo)軌做圓周滑動(dòng)，環(huán)形導(dǎo)軌為圓環(huán)形，其中心軸線過(guò)所述點(diǎn)P和點(diǎn)Q。
[0009]第三種連接方式:三條運(yùn)動(dòng)支鏈結(jié)構(gòu)相同，每條運(yùn)動(dòng)支鏈均由下連桿、滑塊和上連桿組成，下連桿一端與定平臺(tái)通過(guò)球面副連接，下連桿另一端與滑塊通過(guò)下轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，上連桿一端與滑塊通過(guò)球面副連接，上連桿另一端與動(dòng)平臺(tái)通過(guò)動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接;三條運(yùn)動(dòng)支鏈中，三個(gè)下轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線匯交于一點(diǎn)P，三個(gè)動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線匯交于一點(diǎn)Q，點(diǎn)Q與所述點(diǎn)P不重合;每條運(yùn)動(dòng)支鏈中的滑塊均與環(huán)形導(dǎo)軌通過(guò)移動(dòng)副連接，滑塊只能沿環(huán)形導(dǎo)軌做圓周滑動(dòng)，環(huán)形導(dǎo)軌為圓環(huán)形，其中心軸線過(guò)所述點(diǎn)P和點(diǎn)Q。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011](I)關(guān)節(jié)的動(dòng)平臺(tái)相對(duì)定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)工作空間大，轉(zhuǎn)動(dòng)角度可達(dá)±90度；(2)關(guān)節(jié)體積小，剛度大；(3)關(guān)節(jié)的三條運(yùn)動(dòng)支鏈之間通過(guò)環(huán)形導(dǎo)軌相互耦合，大大提高了關(guān)節(jié)的受力性能；(4)關(guān)節(jié)中部為中空結(jié)構(gòu)，線纜、管道等可從關(guān)節(jié)中間穿過(guò)，便于噴涂。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1立體結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖.
[0013]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2立體結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖.
[0014]圖3是本發(fā)明實(shí)施例3立體結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖.
[0015]圖中:1.定平臺(tái)，2.動(dòng)平臺(tái)，(厶3，83，03).下連桿，(厶4，84，04).滑塊，(厶5，85，〇5).上連桿，6.環(huán)形導(dǎo)軌。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，在所有實(shí)施例中，所述Rij表示一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，s i j表示一個(gè)球面副，P i j表示一個(gè)移動(dòng)副，其中i，j為自然數(shù)。
[0017]實(shí)施例1
[0018]如圖1所示是本發(fā)明公開(kāi)的第I個(gè)實(shí)施例，一種兩自由度并聯(lián)噴涂機(jī)器人關(guān)節(jié)，主要包括定平臺(tái)1、動(dòng)平臺(tái)2、環(huán)形導(dǎo)軌6，連接動(dòng)、定平臺(tái)的三條運(yùn)動(dòng)支鏈。三條運(yùn)動(dòng)支鏈結(jié)構(gòu)相同，其中第一運(yùn)動(dòng)支鏈由下連桿A3、滑塊A4和上連桿A5組成，下連桿A3—端與定平臺(tái)I之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R11連接，下連桿A3另一端與滑塊A4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R12連接;上連桿A5—端與滑±夬八4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R13連接，上連桿A5另一端與動(dòng)平臺(tái)2之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R14連接;第二運(yùn)動(dòng)支鏈由下連桿B3、滑塊B4和上連桿B5組成，下連桿B3—端與定平臺(tái)I之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R21連接，下連桿B3另一端與滑塊B4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R22連接;上連桿B5—端與滑塊B4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R23連接，上連桿B5另一端與動(dòng)平臺(tái)2之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R24連接;第三運(yùn)動(dòng)支鏈由下連桿C3、滑塊C4和上連桿C5組成，下連桿C3—端與定平臺(tái)I之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R31連接，下連桿C3另一端與滑塊C4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R32連接;上連桿C5—端與滑塊C4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R33連接，上連桿C5另一端與動(dòng)平臺(tái)2之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R34連接。
[0019]第一運(yùn)動(dòng)支鏈中滑塊A4與環(huán)形導(dǎo)軌6通過(guò)移動(dòng)副P(pán)15連接，滑塊A4只能沿環(huán)形導(dǎo)軌6做圓周滑動(dòng);第二運(yùn)動(dòng)支鏈中滑塊B4與環(huán)形導(dǎo)軌6通過(guò)移動(dòng)副P(pán)25連接，滑塊B4只能沿環(huán)形導(dǎo)軌6做圓周滑動(dòng);第三運(yùn)動(dòng)支鏈中滑塊C4與環(huán)形導(dǎo)軌6通過(guò)移動(dòng)副P(pán)35連接，滑塊C4只能沿環(huán)形導(dǎo)軌6做圓周滑動(dòng)。
[0020]所述轉(zhuǎn)動(dòng)副R11、轉(zhuǎn)動(dòng)副R12、轉(zhuǎn)動(dòng)副R21、轉(zhuǎn)動(dòng)副R22、轉(zhuǎn)動(dòng)副R31、轉(zhuǎn)動(dòng)副R32的軸線匯交于一點(diǎn)P;所述轉(zhuǎn)動(dòng)副R13、轉(zhuǎn)動(dòng)副R14、轉(zhuǎn)動(dòng)副R23、轉(zhuǎn)動(dòng)副R24、轉(zhuǎn)動(dòng)副R33、轉(zhuǎn)動(dòng)副R34的軸線匯交于一點(diǎn)Q，點(diǎn)Q與所述點(diǎn)P不重