[发明专利]一种可控机构式六自由度并联机器人平台

说明书

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别是一种可控机构式六自由度并联机器人平台。用于多自由度实验平台、天线座、并联机床以及飞行模拟器等结构系统中，通过对伺服电机的控制来实现对六自由度并联机器人平台的控制。

背景技术

通常机器人机构分为开环机构和闭环机构两类，以开环机构为机器人机构原型的叫串联机构，以闭环机构为机器人原型的为并联机构，与串联机构相比，并联机器人不仅刚度大，结构稳定，承载能力大，而且微动精度高，运动负荷小等优点，因而并联机器人在工业领域得到了广泛的应用。六自由度并联机构是并联机器人机构中的一大类，最早的六自由度机器人最早应用在飞行模拟器上，后来作为机器人机构使用，被称为并联机器人，从完全并联角度出发，这类机器人必须具有6个运动链，但现在的并联机器人也有拥有3个运动链的并联机构。

传统的并联机器人机构，尤其是六自由度机构一般采用6跟独立伸缩的支杆来保证动平台具有6个自由度，实际应用中一般采用液压传动、直线电机等驱动技术，往往造成六自由度机器人制造成本提高，维护保养较为困难，而且由于驱动装置同时也是承载装置，因此此类机器人平台可靠性不佳，承载能力小。另有一些并联机器人在实际应用中，将电机至于关节处，这导致了并联机器人承载能力下降，支链运动惯量过大等不良后果。

发明内容

本发明的目的在于已有技术存在的问题提供一种六自由度机器人平台，在保证具有六自由度运动的前提下，使机器人具有较大的承载能力，同时具有较低的制造成本，易于维护保养，并且还应保障具有较高的精度，刚度大，机构简单，运动惯量小等优点。

本发明通过以下技术方案来达到上述目的：

一种可控机构式六自由度并联机器人平台包括定平台、动平台以及六条支链。

所述定平台上，分布有十二个铰孔，所述第一铰孔、第二铰孔、第三铰孔、第四铰孔、第五铰孔、第六铰孔均匀分布在一圆周上，所述第七铰孔、第八铰孔、第九铰孔、第十铰孔、第十一铰孔、第十二铰孔均匀分布在另一圆周上，且两圆周同心，所述定平台上各铰孔轴线与铰孔所分布的圆周相切，所述第一铰孔的轴线与第七铰孔的轴线平行，第二铰孔的轴线与第八铰孔的轴线平行，第三铰孔的轴线与第九铰孔的轴线平行，第四铰孔的轴线与第十铰孔的轴线平行，第五铰孔的轴线与第十一铰孔的轴线平行，第六铰孔与第十二铰孔的轴线平行。

所述动平台上，分布有六个球铰副，所述第七球铰副、第八球铰副、第九球铰副、第十球铰副、第十一球铰副、第十二球铰副均匀分布在同一圆周上。

所述六条支链包括第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链和第六支链。

所述第一支链由第一主动杆、第一连杆、第七连杆、第十三连杆组成，第一主动杆一端通过第一铰孔与定平台铰接，另一端通过第十三铰孔与第一连杆铰接，第一连杆另一端通过第十九铰孔与第七连杆铰接，第七连杆一端通过第七铰孔与定平台铰接，另一端通过第一球铰副与第十三连杆连接，第十三连杆另一端通过第七球铰副与动平台连接。

所述第二支链由第二主动杆、第二连杆、第八连杆、第十四连杆组成，第二主动杆一端通过第二铰孔与定平台铰接，另一端通过第十四铰孔与第二连杆铰接，第二连杆另一端通过第二十铰孔与第八连杆铰接，第八连杆一端通过第八铰孔与定平台铰接，另一端通过第二球铰副与第十四连杆连接，第十四连杆另一端通过第八球铰副与动平台连接。

所述第三支链由第三主动杆、第三连杆、第九连杆、第十五连杆组成，第三主动杆一端通过第三铰孔与定平台铰接，另一端通过第十五铰孔与第三连杆铰接，第三连杆另一端通过第二十一铰孔与第九连杆铰接，第九连杆一端通过第九铰孔与定平台铰接，另一端通过第三球铰副与第十五连杆连接，第十五连杆另一端通过第九球铰副与动平台连接。

所述第四支链由第四主动杆、第四连杆、第十连杆、第十六连杆组成，第四主动杆一端通过第四铰孔与定平台铰接，另一端通过第十六铰孔与第四连杆铰接，第四连杆另一端通过第二十二铰孔与第十连杆铰接，第十连杆一端通过第十铰孔与定平台铰接，另一端通过第四球铰副与第十六连杆连接，第十六连杆另一端通过第十球铰副与动平台连接。

所述第五支链由第五主动杆、第五连杆、第十一连杆、第十七连杆组成，第五主动杆一端通过第五铰孔与定平台铰接，另一端通过第十七铰孔与第五连杆铰接，第五连杆另一端通过第二十三铰孔与第十一连杆铰接，第十一连杆一端通过第十一铰孔与定平台铰接，另一端通过第五球铰副与第十七连杆连接，第十七连杆另一端通过第十一球铰副与动平台连接。