一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，涉及機(jī)械裝置及機(jī)器人機(jī)構(gòu)領(lǐng)域。由動(dòng)平臺(tái)M、靜平臺(tái)S和三條支路構(gòu)成。所述第一條支路由導(dǎo)向桿Ⅰ1、伸縮桿Ⅰ2構(gòu)成，所述第二條支路由導(dǎo)向桿Ⅱ1、伸縮桿Ⅱ2構(gòu)成；所述第三條支路由連架桿導(dǎo)向桿Ⅲ1、伸縮桿Ⅲ2構(gòu)成。各支路中導(dǎo)向桿與靜平臺(tái)運(yùn)采用R副連接，伸縮桿與導(dǎo)向桿均采用P副連接，伸縮桿與動(dòng)平臺(tái)均采用C副連接。本機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、解耦性優(yōu)良、控制精確。
【專利說明】一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，它是一種可用于數(shù)控機(jī)床精確定位，空間焊接和維修，航空航天技術(shù)裝配等領(lǐng)域的機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)械裝置及運(yùn)輸【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人而且能夠在危險(xiǎn)、惡劣的環(huán)境下完成枯燥重復(fù)的工作，而且工作質(zhì)量可靠穩(wěn)定。并聯(lián)機(jī)器人廣泛運(yùn)用于數(shù)控車床，船舶、航天、仿生、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)低慣量、負(fù)載能力強(qiáng)、剛度大等優(yōu)點(diǎn)。但并聯(lián)機(jī)器人也有局限性:(I)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解困難；(2)運(yùn)動(dòng)輸入輸出具有耦合性，控制較難，高速場(chǎng)合慣性力較大；(3)工作空間較小；(4)制造精度難以保證?？萍嫉母咚侔l(fā)展對(duì)并聯(lián)機(jī)器人提出了更高的要求。其中，實(shí)現(xiàn)高效、精細(xì)加工和定位是對(duì)并聯(lián)機(jī)器人的永恒要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)耦合性低，控制簡(jiǎn)便且制造精度易保證，而且具有創(chuàng)新性的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)滿足了機(jī)器人在高精尖領(lǐng)域的應(yīng)用要求。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的:
所述機(jī)構(gòu)由動(dòng)平臺(tái)M、靜平臺(tái)S和三條支路構(gòu)成。所述第一條支路由第一導(dǎo)向桿I 1、第一伸縮桿I 2構(gòu)成；所述第二條支路由第二導(dǎo)向桿II 1、第二伸縮桿II 2構(gòu)成；所述第三條支路由第三導(dǎo)向桿III 1、第三伸縮桿III 2構(gòu)成；各支路導(dǎo)向桿與靜平臺(tái)均運(yùn)采用R副連接，伸縮桿與導(dǎo)向桿均采用P副連接，伸縮桿與動(dòng)平臺(tái)均采用C副連接。
[0005]靜平臺(tái)S是等腰直角三角形；第一條支路中的轉(zhuǎn)動(dòng)副I R和第二條支路中的轉(zhuǎn)動(dòng)副II R的軸線均平行于其所在的靜平臺(tái)導(dǎo)軌，即轉(zhuǎn)動(dòng)副I R和II R之間所成角度為90°，第三條支路中轉(zhuǎn)動(dòng)副III R的軸線垂直于其所在的靜平臺(tái)導(dǎo)軌。
[0006]第一條支路、第二條支路中導(dǎo)向桿移動(dòng)副I P和II P分別與對(duì)應(yīng)支路轉(zhuǎn)動(dòng)副所在軸線垂直，且分別與對(duì)應(yīng)支路圓柱副垂直；第三條支路導(dǎo)向桿移動(dòng)副IIIP所在軸線與該支路轉(zhuǎn)動(dòng)副所在軸線重合，與該支路圓柱副所在軸線垂直。
[0007]動(dòng)平臺(tái)M是一個(gè)平面三分支架，執(zhí)行端在支架中心，且在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中，三分支分別與其對(duì)應(yīng)的靜平臺(tái)的三邊導(dǎo)軌平行。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
1、該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造精度易保證，裝配要求低。
[0009]2、運(yùn)動(dòng)耦合性低，運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解容易，控制方便。
[0010]3、動(dòng)平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)三平移運(yùn)動(dòng)輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的三維立體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施例；需要說明的是，本實(shí)施例是敘述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0013]一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，由靜平臺(tái)S、動(dòng)平臺(tái)M、三條簡(jiǎn)單支路組成。包括三個(gè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)副I P、II P和III P。
[0014]第一條支路中靜平臺(tái)S通過轉(zhuǎn)動(dòng)副I R與第一 T形導(dǎo)向桿I I 一端相連，第一 T形導(dǎo)向桿I I另一端通過移動(dòng)副I P與第一 T形伸縮桿I 2的一端相連,第一 T形伸縮桿
I2的另一端通過圓柱副I C與動(dòng)平臺(tái)M連接；I P處置入直線電機(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速率由電機(jī)控制。
[0015]第一條支路中，轉(zhuǎn)動(dòng)副I R所在等腰直角三角形靜平臺(tái)S的軌道軸線與圓柱副I C所在的三分支動(dòng)平臺(tái)M的軌道軸線平行。
[0016]第二條支路中，靜平臺(tái)S通過轉(zhuǎn)動(dòng)副II R與第二 T形導(dǎo)向桿II I 一端相連，第二 T形導(dǎo)向桿II I另一端通過移動(dòng)副II P與第二 T形伸縮桿II 2的一端相連，第二 T形伸縮桿
II2的另一端通過圓柱副II C與動(dòng)平臺(tái)M連接；II P處置入直線電機(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速率由電機(jī)控制。
[0017]第二條支路中，轉(zhuǎn)動(dòng)副II R所在等腰直角三角形靜平臺(tái)S的軌道軸線與圓柱副II C所在三分支動(dòng)平臺(tái)M的軌道軸線平行。
[0018]第三條支路中，靜平臺(tái)S通過轉(zhuǎn)動(dòng)副III R與第三T形導(dǎo)向桿IIII 一端相連，第三T形導(dǎo)向桿III I另一端通過移動(dòng)副III P與第三T形伸縮桿III 2的一端相連，第二 T形伸縮桿III2的另一端通過圓柱副III C與動(dòng)平臺(tái)M連接JIIP處置入直線電機(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速率由電機(jī)控制。
[0019]第三條支路中，轉(zhuǎn)動(dòng)副III R軸線與等腰直角三角形靜平臺(tái)S的軌道垂直。
[0020]三條支路中，各圓柱副的軌道軸線分別平行于其所在支路的靜平臺(tái)S的三邊軌道。
[0021]IIIP單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)Z方向位移量的控制；I P與II P可聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)xy平面位移量的控制。
[0022]一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，它是一種可用于數(shù)控機(jī)床精確定位，空間焊接和維修，航空航天技術(shù)裝配等領(lǐng)域的機(jī)構(gòu)；能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)自由度驅(qū)動(dòng)三個(gè)獨(dú)立輸出方位特征，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耦合度低，易于控制，運(yùn)動(dòng)學(xué)控制精確，可作為精確運(yùn)動(dòng)傳輸機(jī)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)構(gòu)由動(dòng)平臺(tái)M、靜平臺(tái)S和三條支路構(gòu)成；所述第一條支路由第一導(dǎo)向桿I 1、第一伸縮桿I 2構(gòu)成；所述第二條支路由第二導(dǎo)向桿II 1、第二伸縮桿II 2構(gòu)成；所述第三條支路由第三導(dǎo)向桿1111、第三伸縮桿III2構(gòu)成；各支路導(dǎo)向桿與靜平臺(tái)均運(yùn)采用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，伸縮桿與導(dǎo)向桿均采用移動(dòng)副連接，伸縮桿與動(dòng)平臺(tái)均采用圓柱副連接；第三條支路的移動(dòng)副單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)M在z方向位移量的控制；第一、二條支路的移動(dòng)副能夠聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)M在xy平面位移量的控制。
2.如權(quán)利要求1所述的一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:第一條支路中，靜平臺(tái)S通過轉(zhuǎn)動(dòng)副I R與第一 T形導(dǎo)向桿I I的一端相連，第一 T形導(dǎo)向桿I I的另一端通過移動(dòng)副I P與第一 T形伸縮桿I 2的一端相連，第一 T形伸縮桿I 2的另一端通過圓柱副I C與動(dòng)平臺(tái)M連接；I P處置入直線電機(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速率由電機(jī)控制；第一條支路中，轉(zhuǎn)動(dòng)副I R所在靜平臺(tái)S的軌道軸線與圓柱副I C所在的三分支動(dòng)平臺(tái)M的軌道軸線平行。
3.如權(quán)利要求1所述的一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:第二條支路中，靜平臺(tái)S通過轉(zhuǎn)動(dòng)副II R與第二 T形導(dǎo)向桿II I的一端相連，第二 T形導(dǎo)向桿II I的另一端通過移動(dòng)副II P與第二 T形伸縮桿II 2的一端相連，第二 T形伸縮桿II 2的另一端通過圓柱副II C與動(dòng)平臺(tái)M連接；II P處置入直線電機(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速率由電機(jī)控制；第二條支路中，轉(zhuǎn)動(dòng)副II R所在靜平臺(tái)S的軌道軸線與圓柱副II C所在三分支動(dòng)平臺(tái)M的軌道軸線平行。
4.如權(quán)利要求1所述的一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:第三條支路中，靜平臺(tái)S通過轉(zhuǎn)動(dòng)副III R與第三T形導(dǎo)向桿IIII的一端相連，第三T形導(dǎo)向桿IIII的另一端通過移動(dòng)副IIIP與第三T形伸縮桿III 2的一端相連，第二 T形伸縮桿III 2的另一端通過圓柱副IIIC與動(dòng)平臺(tái)M連接JIIP處置入直線電機(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速率由電機(jī)控制；第三條支路中，轉(zhuǎn)動(dòng)副III R軸線與靜平臺(tái)S的軌道垂直。
5.如權(quán)利要求1所述的一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:靜平臺(tái)S是等腰直角三角形。
6.如權(quán)利要求1所述的一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:第一條支路中的轉(zhuǎn)動(dòng)副I R和第二條支路中的轉(zhuǎn)動(dòng)副II R的軸線均平行于其所在的靜平臺(tái)導(dǎo)軌，即轉(zhuǎn)動(dòng)副I R和II R之間所成角度為90°，第三條支路中轉(zhuǎn)動(dòng)副III R的軸線垂直于其所在的靜平臺(tái)導(dǎo)軌。
7.如權(quán)利要求1所述的一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:第一條支路、第二條支路中導(dǎo)向桿移動(dòng)副I P和II P分別與對(duì)應(yīng)支路轉(zhuǎn)動(dòng)副所在軸線垂直，且分別與對(duì)應(yīng)支路圓柱副垂直；第三條支路導(dǎo)向桿移動(dòng)副III P所在軸線與該支路轉(zhuǎn)動(dòng)副所在軸線重合，與該支路圓柱副所在軸線垂直。
8.如權(quán)利要求1所述的一種三平移精確抓取機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:動(dòng)平臺(tái)M是一個(gè)平面三分支架，執(zhí)行端在支架中心，且在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中，三分支分別與其對(duì)應(yīng)的靜平臺(tái)的三邊導(dǎo)軌平行；三條支路中，各圓柱副的軌道軸線分別平行于其所在支路的靜平臺(tái)S的三邊軌道。
【文檔編號(hào)】B25J9/00GK104162885SQ201410368432
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】朱偉, 陳寧宇, 姜桂林, 耿林 申請(qǐng)人:常州大學(xué)