一種sps+upu+(2rps+r)型四自由度并聯(lián)機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機器人領域，特別涉及一種并聯(lián)機器人。
【背景技術】
[0002]為了便于說明，設S，U，P和R分別表示球副，萬向副，移動副和轉動副。近20年來，四自由度并聯(lián)機構一直成為國內外機器人領域研究的熱點和前沿。目前一些四自由度并聯(lián)機構已成功用于制造并聯(lián)機床，醫(yī)療設備，微機電設備，多維力并聯(lián)傳感器等。查詢到的近年來有關四自由度并聯(lián)機器人機構的中國授權發(fā)明專利如下:公開號為CN100586666的專利公布了一種四自由度并聯(lián)機構，具有三維移動和一個轉動;公開號為CN100553899的專利公布了一種分岔四自由度并聯(lián)機器人機構，具有4個PRHJ支鏈;公開號為CNl 170658C的專利公布了一種四自由度并聯(lián)機器人機構具有2個UPS支鏈和2個RPS支鏈;公開號為CN100411826C的專利公布了一種二維平動二維轉動的四自由度并聯(lián)機器人機構，有2個交叉的PUU支鏈和2個非叉HJU支鏈;公開號為CN100354068C的專利公布了具有被動約束分支四自由度并聯(lián)機器人機構，具有4個SPS分支和I個SP被動分支;公開號為CN102601793B的專利公布了新型空間全對稱四自由度并聯(lián)機構，具有4個PSS分支和I個中間被動分支;公開號為CN102601794B的專利公布了具有調姿能力的高剛度四自由度并聯(lián)機構，具有4個PRUP型分支分支，每個分支的第一驅動移動副與機座聯(lián)接，第一移動副是用于調姿;公開號為CN100513062的專利公布了一種四自由度并聯(lián)機構，具有2個UPS型分支分支和2個UPR型分支分支；公開號為CN1211185C的專利公布了用于虛擬軸數控機床和機器人的兩平移兩轉動四自由度并聯(lián)機構，其動平臺是3副桿，機座是四副桿。
[0003]綜上所述，上述四自由度并聯(lián)機構各具特色，現(xiàn)有三移一轉類并聯(lián)機構中，其動平臺轉動基本是繞機座或動平臺法線的轉動，由此導致各運動支鏈同時隨動平臺繞機座或動平臺法線扭轉。扭轉角較大時，各運動支鏈容易相互干涉，減小實際工作空間，降低并聯(lián)機構剛度，由此獲得機械效益有限。現(xiàn)有四自由度并聯(lián)機構動平臺各向平動不同性，平動工作空間有限。如何構造結構簡單、工作空間大、運動靈活的四自由度并聯(lián)機器人，提高其剛度，獲得更大機械效益，一直是機器人領域有意義和不斷努力的方向。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單，動平臺位置和姿態(tài)工作空間大，靈活性好，向任意方向平動性能同性，承受大變化載荷能力強的SPS+UPU+(2RPS+R)型四自由度并聯(lián)機器人。本發(fā)明動平臺相對機座具有三平動和繞連桿轉動的四自由度運動特性。
[0005]本發(fā)明包括機座、動平臺、連桿、兩個結構相同的RPS型支鏈、SPS型支鏈、RPR型支鏈和兩個結構相同的T型軸。
[0006]所述機座為矩形板，在矩形機座上設有開口槽，在開口槽的側壁上設有通孔A;機座中部設有水平通孔B，在機座后側中心設有球副支座，所述動平臺上設有與基座相對應的開口槽，在開口槽的側壁上設有通孔C，在動平臺上還設有三個球副支座，通孔C和三個球副支座均布在同一圓周上；
[0007]所述SPS型支鏈為移動電動缸，其兩端通過球副與機座和動平臺的球副支座聯(lián)接；
[0008]所述連桿穿過機座中部的通孔B，該連桿的兩端分別設有通孔，該通孔相互平行且垂直連桿，通孔中均設有軸;所述兩個RPS型支鏈為移動電動缸，其一端通過球副與動平臺球副支座聯(lián)接，其另一端與上述連桿通孔中的軸連接構成轉動副，該轉動副垂直于移動電動缸；
[0009]所述T型軸由長軸和短軸組成，短軸設在長軸一端，且垂直于長軸，T型軸I和T型軸II的長軸的一端分別與機座開口槽的通孔A和動平臺開口槽的通孔C轉動連接;所述RPR型支鏈為移動電動缸，其兩端分別與上述T型軸I和T型軸II的短軸轉動聯(lián)接。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:
[0011 ] 1、動平臺相對機座有三平動和繞連桿轉動特性，工作空間大、靈活性好、具有各向平動同性的優(yōu)勢。
[0012]2、動平臺是四副桿，機座是三副桿的面對稱式的并聯(lián)機構，與現(xiàn)有四自由度并聯(lián)機構有本質不同。
[0013]3、整體結構對稱簡單，所有支鏈都是直線支鏈，承載力大，剛度高。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的立體示意簡圖。
[0015]圖中:1-機座、2-動平臺、3-RPS型支鏈、4-RPR型支鏈、5-SPS型支鏈、6-連桿、7-T型軸1、8-T型軸II。
【具體實施方式】
[0016]在圖1所示的SPS+UPU+(2RPS+R)型四自由度并聯(lián)機器人示意圖中，機座I為矩形板，在矩形機座上設有開口槽，在開口槽的側壁上設有通孔A;機座中部設有兩側分別設有一個凸塊，凸塊上均設有與上述通孔A平行的通孔B，在基座后側中心設有球副支座，動平臺2上設有與機座相對應的開口槽，在開口槽的側壁上設有通孔C，在動平臺上還設有三個球副支座，通孔C和三個球副支座均布在同一圓周上;SPS型支鏈5為移動電動缸，其兩端通過球副與機座和動平臺的球副支座聯(lián)接;連桿6穿過機座凸塊上的通孔B，該連桿的兩端分別設有通孔，該通孔相互平行且垂直連桿，通孔中均設有軸;兩個結構相同的RPS型支鏈3為移動電動缸，其一端通過球副與動平臺球副支座聯(lián)接，其另一端與上述連桿通孔中的軸連接構成轉動副，該轉動副垂直于移動電動缸;結構相同的T型軸I 7和T型軸II 8由長軸和短軸組成，短軸設在長軸一端，且垂直于長軸，T型軸I和T型軸II的長軸的一端分別與機座開口槽的通孔A和動平臺開口槽的通孔C轉動聯(lián)接;RPR型支鏈4為移動電動缸，其兩端分別與上述T型軸I和T型軸II的短軸轉動聯(lián)接。
【主權項】
1.一種SPS+UPU+( 2RPS+R)型四自由度并聯(lián)機器人，其特征在于:它包括機座、動平臺、連桿、兩個結構相同的RPS型支鏈、SPS型支鏈、RPR型支鏈和兩個結構相同的T型軸;所述機座為矩形板，在矩形機座上設有開口槽，在開口槽的側壁上設有通孔A;機座中部設有水平通孔B，在基座后側中心設有球副支座，所述動平臺上設有與機座相對應的開口槽，在開口槽的側壁上設有通孔C，在動平臺上還設有三個球副支座，通孔C和三個球副支座均布在同一圓周上；所述SPS型支鏈為移動電動缸，其兩端通過球副與機座和動平臺的球副支座聯(lián)接;所述連桿穿過機座中部的通孔B，該連桿的兩端分別設有通孔，該通孔相互平行且垂直連桿，通孔中均設有軸;所述兩個RPS型支鏈為移動電動缸，其一端通過球副與動平臺球副支座聯(lián)接，其另一端與上述連桿通孔中的軸聯(lián)接構成轉動副，該轉動副垂直于移動電動缸；所述T型軸由長軸和短軸組成，短軸設在長軸一端，且垂直于長軸;T型軸I的長軸一端與機座開口槽的通孔A轉動聯(lián)接，T型軸II的長軸一端與動平臺開口槽的通孔C轉動聯(lián)接;所述RPR型支鏈為移動電動缸，其兩端分別與上述T型軸I和T型軸II的短軸轉動聯(lián)接。
【專利摘要】一種SPS+UPU+(2RPS+R)型四自由度并聯(lián)機器人，其包括機座，動平臺，SPS型支鏈，RPR型支鏈，兩個結構相同的RPS型支鏈，連桿和兩個T型軸；連桿中部與機座中部轉動聯(lián)接，連桿兩端與兩個RPS型支鏈下端轉動聯(lián)接，所述兩個RPS型支鏈上端與動平臺球副聯(lián)接，SPS型支鏈和RPR型支鏈對稱布置在連桿兩側，SPS型支鏈兩端與機座和動平臺球副聯(lián)接，RPR型支鏈兩端通過兩個T型軸與動平臺和機座萬向副聯(lián)接，動平臺相對機座有三平動和繞連桿轉動的四自由度運動特性。本發(fā)明結構簡單，動平臺位置和姿態(tài)工作空間大，靈活性好，精度高，承載能力高和容易控制。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105666471
【申請?zhí)枴緾N201610186667
【發(fā)明人】路懿, 葉妮佳, 路揚
【申請人】燕山大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月29日