一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，包括：上平臺(tái)、下座板、并聯(lián)連接于上平臺(tái)與下座板之間的多個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈，每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈上端通過(guò)球形鉸鏈與上平臺(tái)活動(dòng)連接，每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈下端通過(guò)球形鉸鏈與下座板活動(dòng)連接；還包括連接于上平臺(tái)和下座板中間的氣缸，氣缸上端通過(guò)球形鉸鏈與上平臺(tái)連接，氣缸下端通過(guò)球形鉸鏈與下座板連接。本發(fā)明增加的氣缸大大增強(qiáng)六足并聯(lián)機(jī)器人的負(fù)載能力，減輕運(yùn)動(dòng)鏈承受的載荷。使運(yùn)動(dòng)鏈能夠采用精度更高的電缸模組，提高了負(fù)載能力的同時(shí)，也提高了定位精度。并且保證了并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度和運(yùn)動(dòng)速度。
【專利說(shuō)明】一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)機(jī)器人是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中常用的自動(dòng)化設(shè)備。其中，并聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)自由度高的特點(diǎn)，在各種機(jī)床以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備中應(yīng)用廣泛。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的并聯(lián)機(jī)器人，采用氣動(dòng)元件或液動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)，定位精度低。如果采用絲杠驅(qū)動(dòng)以提聞精度，負(fù)載能力又會(huì)大大降低。同時(shí)具有聞精度定位和大負(fù)載能力的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)定位機(jī)器人，不僅需要大功率電機(jī)，絲杠也要承受很大的載荷。定位精度越高，絲杠的螺紋就要越細(xì)密，負(fù)載能力也隨之下降，載荷過(guò)大，絲杠就會(huì)出現(xiàn)故障。隨著高精密產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于并聯(lián)運(yùn)動(dòng)定位機(jī)器人提出了更高的要求，急需能夠具有高精度、高剛度、高負(fù)載、高速度、多自由度等特點(diǎn)的定位機(jī)器人。
[0004]不難看出，現(xiàn)有技術(shù)還存在一定的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，增加的氣缸大大增強(qiáng)六足并聯(lián)機(jī)器人的負(fù)載能力，減輕運(yùn)動(dòng)鏈承受的載荷。使運(yùn)動(dòng)鏈能夠采用精度更高的電缸模組，提高了負(fù)載能力的同時(shí)，也提高了定位精度。并且保證了并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度和運(yùn)動(dòng)速度。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，包括:上平臺(tái)、下座板、并聯(lián)連接于上平臺(tái)與下座板之間的多個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈，每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈上端通過(guò)球形鉸鏈與上平臺(tái)活動(dòng)連接，每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈下端通過(guò)球形鉸鏈與下座板活動(dòng)連接；還包括連接于上平臺(tái)和下座板中間的氣缸，氣缸上端通過(guò)球形鉸鏈與上平臺(tái)連接，氣缸下端通過(guò)球形鉸鏈與下座板連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述運(yùn)動(dòng)鏈包括:電缸模組和連接桿；電缸模組具有一個(gè)可伸縮的活動(dòng)端，連接桿與電缸模組的活動(dòng)端連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述上平臺(tái)上設(shè)有端面法蘭。
[0010]進(jìn)一步的，所述運(yùn)動(dòng)鏈為六個(gè)。
[0011]進(jìn)一步的，所述六個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈滿足以下定位關(guān)系:
[0012]I)與上平臺(tái)連接的六個(gè)球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設(shè)置的兩個(gè)球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設(shè)置在圓周的三等分分角線上；
[0013]2)與下座板連接的六個(gè)球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設(shè)置的兩個(gè)球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設(shè)置在圓周的三等分分角線上；
[0014]3)與上平臺(tái)連接的三組球形鉸鏈以及與下座板連接的三組球形鉸鏈，均勻交錯(cuò)設(shè)置在圓周的六等分分角線上。
[0015]本發(fā)明所提供的一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，通過(guò)氣缸幫助承重，使六足并聯(lián)機(jī)器人的承重能力大大提升。同時(shí)，減輕了運(yùn)動(dòng)鏈的承重負(fù)擔(dān)，從而能夠采用高精度的電缸模組，提升六足并聯(lián)機(jī)器人的定位精度。同時(shí)也保證了并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度和運(yùn)動(dòng)速度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0019]1、端面法蘭 2、上平臺(tái)
[0020]3、連接桿 4、氣缸
[0021]5、運(yùn)動(dòng)鏈 6、下座板
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。需要說(shuō)明的是，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]實(shí)施例
[0024]請(qǐng)參閱圖1，一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，包括:上平臺(tái)2、下座板6、并聯(lián)連接于上平臺(tái)2與下座板6之間的多個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈5，每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈5上端通過(guò)球形鉸鏈與上平臺(tái)2活動(dòng)連接,每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈5下端通過(guò)球形鉸鏈與下座板6活動(dòng)連接；還包括連接于上平臺(tái)2和下座板6中間的氣缸4，氣缸4上端通過(guò)球形鉸鏈與上平臺(tái)2連接，氣缸4下端通過(guò)球形鉸鏈與下座板6連接。
[0025]作為改進(jìn)，氣缸4的上端連接于上平臺(tái)2的底部重心處，氣缸4的下端連接于下座板6的頂部重心處。
[0026]本發(fā)明在現(xiàn)有的并聯(lián)機(jī)器人的基礎(chǔ)上新增了氣缸4，氣缸4對(duì)并聯(lián)機(jī)器人起到重要的承重作用。
[0027]現(xiàn)有技術(shù)中的并聯(lián)機(jī)器人，缺乏氣缸4，承重能力單純地通過(guò)運(yùn)動(dòng)鏈5自身保證，因而運(yùn)動(dòng)鏈5采用精度較低的絲桿，同時(shí)采用大功率大體積的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。不但使并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度降低，而且使體積增大，結(jié)構(gòu)累贅。而同時(shí)具備高負(fù)載和高精度的并聯(lián)機(jī)器人，定位精度越高，絲杠的螺紋就要越細(xì)密，受絲杠的螺紋工藝和電機(jī)的制約，負(fù)載能力也隨之下降。載荷過(guò)大時(shí)，絲杠甚至?xí)霈F(xiàn)故障，損壞并聯(lián)機(jī)器人。
[0028]而本發(fā)明新增的氣缸4則大大增強(qiáng)了并聯(lián)機(jī)器人的負(fù)載能力。在氣缸4的承重作用下，運(yùn)動(dòng)鏈5的負(fù)載大為減輕，即使運(yùn)動(dòng)鏈5采用負(fù)載能力較低、高精度的電缸模組，并聯(lián)機(jī)器人的整體負(fù)載能力依然得到保障。由此，使并聯(lián)機(jī)器人同時(shí)具備高精度和高負(fù)載的優(yōu)點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積細(xì)小，動(dòng)作靈敏迅速。
[0029]所述運(yùn)動(dòng)鏈5包括:電缸模組和連接桿3 ；電缸模組具有一個(gè)可伸縮的活動(dòng)端，連接桿3與電缸模組的活動(dòng)端連接。
[0030]運(yùn)動(dòng)鏈5是帶動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的重要部件，是運(yùn)動(dòng)自由度的重要保證。通過(guò)并聯(lián)控制驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈5的伸縮運(yùn)動(dòng)，并聯(lián)機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。如果只為單純地實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)鏈5可采用氣動(dòng)元件或液動(dòng)元件等具有伸縮運(yùn)動(dòng)能力的設(shè)備。但為了提高并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度，在本實(shí)施例中，作為優(yōu)選，運(yùn)動(dòng)鏈5采用高精度的電缸模組與連接桿3連接組成。電缸模組不但精度高，而且容易控制，工作平穩(wěn)可靠，剛性高，速度快。在氣缸4的承重作用下，運(yùn)動(dòng)鏈5的負(fù)擔(dān)代為減輕，即使采用高精度的電缸模組，負(fù)載能力依然得到保障。采用上述結(jié)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)器人，位移重復(fù)定位精度小于10 μ m。
[0031]作為優(yōu)選，在本實(shí)施例中，所述運(yùn)動(dòng)鏈5為六個(gè)。所述六個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈5滿足以下定位關(guān)系:
[0032]I)與上平臺(tái)2連接的六個(gè)球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設(shè)置的兩個(gè)球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設(shè)置在圓周的三等分分角線上；
[0033]2)與下座板6連接的六個(gè)球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設(shè)置的兩個(gè)球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設(shè)置在圓周的三等分分角線上；
[0034]3)與上平臺(tái)2連接的三組球形鉸鏈以及與下座板6連接的三組球形鉸鏈，均勻交錯(cuò)設(shè)置在圓周的六等分分角線上。
[0035]并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度與其運(yùn)動(dòng)鏈5數(shù)量有關(guān)。在實(shí)際情況當(dāng)中，如果并聯(lián)機(jī)器人只需要較低的運(yùn)動(dòng)自由度，運(yùn)動(dòng)鏈5的數(shù)量可減少至二至五個(gè)。而具有六個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈5的并聯(lián)機(jī)器人，能實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和豎直三軸上的線性移動(dòng)，并同時(shí)能繞橫向、縱向和豎直三軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，具備六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。通過(guò)編程并聯(lián)控制電缸模組達(dá)到協(xié)同運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)器人六自由度的自由運(yùn)動(dòng)。
[0036]所述上平臺(tái)2上設(shè)有端面法蘭I。為了使并聯(lián)機(jī)器人能夠與外部設(shè)備兼容，與外部設(shè)備協(xié)同工作，就需要對(duì)并聯(lián)機(jī)器人增加鏈接結(jié)構(gòu)。端面法蘭I用于將外部設(shè)備安裝于上平臺(tái)2之上。
[0037]本發(fā)明所提供的一種聞精度聞負(fù)載型TK足并聯(lián)機(jī)器人，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上新增了氣缸4以進(jìn)行承重，使并聯(lián)機(jī)器人的負(fù)載能力大大提升，同時(shí)減輕了運(yùn)動(dòng)鏈5所承受的載荷。由此，使運(yùn)動(dòng)鏈5能夠采用高精度電缸模組組成，使本發(fā)明同時(shí)具備高精度和高負(fù)載的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積輕巧，易于控制，具有高剛度，運(yùn)動(dòng)自由度高，運(yùn)動(dòng)速度迅速等優(yōu)點(diǎn)，可用于飛行器|旲擬器、固定空間內(nèi)的聞精度定位、聞速聞精度纟先床等。
[0038]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，包括:上平臺(tái)、下座板、并聯(lián)連接于上平臺(tái)與下座板之間的多個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈，每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈上端通過(guò)球形鉸鏈與上平臺(tái)活動(dòng)連接，每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈下端通過(guò)球形鉸鏈與下座板活動(dòng)連接；其特征在于:還包括連接于上平臺(tái)和下座板中間的氣缸，氣缸上端通過(guò)球形鉸鏈與上平臺(tái)連接，氣缸下端通過(guò)球形鉸鏈與下座板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)鏈包括:電缸模組和連接桿；電缸模組具有一個(gè)可伸縮的活動(dòng)端，連接桿與電缸模組的活動(dòng)端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于:所述上平臺(tái)上設(shè)有端面法蘭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)鏈為六個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，其特征在于，所述六個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈滿足以下定位關(guān)系: 1)與上平臺(tái)連接的六個(gè)球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設(shè)置的兩個(gè)球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設(shè)置在圓周的三等分分角線上； 2)與下座板連接的六個(gè)球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設(shè)置的兩個(gè)球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設(shè)置在圓周的三等分分角線上； 3)與上平臺(tái)連接的三組球形鉸鏈以及與下座板連接的三組球形鉸鏈，均勻交錯(cuò)設(shè)置在圓周的六等分分角線上。
【文檔編號(hào)】B25J9/00GK103753520SQ201410022367
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】申?yáng)|翼, 邵明磊, 王衛(wèi)軍, 顧星, 林寧, 謝占功 申請(qǐng)人:廣州中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所