[发明专利]过约束高刚度多坐标混联机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人。特别是涉及一种过约束高刚度多坐标混联机器人。

背景技术

现有专利GB2173472（或EP0200369、US4790718）、SE8502327（或US4732525）、EP0674969（或US6336375）、CN1524662（或WO2005025816）所公开的带定位头的多坐标混联机器人，包括至少三个可沿纵向伸长或缩短的长度调节装置。其中一个从动或主动的调节装置的一端与一可动定位头固接并通过铰链与固定架连接，以限制定位头的某几个自由度。而其他各调节装置则是一端通过铰链紧固与固定架上，以使其能相对于固定架绕各个方向的转动，另一端通过铰链与所述的从动或主动调节装置的另一端连接。此类机器人，由于与固接定位头的从动或主动长度调节装置连接的铰链为三自由度铰链，其不足是：机构的整体刚度低，负载能力差，因而不适于高速重载的加工应用场合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有良好的制造和装配工艺性的过约束高刚度多坐标混联机器人。

本发明所采用的技术方案是：一种过约束高刚度多坐标混联机器人，包括：固定架、动平台、连接在所述动平台末端的两自由度的定位头、设置在固定架与动平台之间第一支链、第二支链、第三支链和第四支链；

所述的第一支链贯穿的设置在固定架的中心位置，第二支链和第三支链分别设置在第一支链的左右两侧，且所述第一支链、第二支链和第三支链的运动平面为同一平面，所述第四支链设置在第一支链的下方；

所述的第一支链包括：由外圈和内圈构成的具有两个转动自由度的铰链、固定在所述内圈内周面上的滑块、伸缩杆以及固定在所述伸缩杆上的导轨，所述的外圈通过具有一个转动自由度的铰链连接在固定架的中心位置，所述内圈通过具有一个转动自由度的铰链与外圈相连，连接所述外圈和固定架的转动轴线与连接所述内圈和外圈的转动轴线垂直相交，固定在所述伸缩杆上的导轨与固定在所述内圈内周面上的滑块滑移的连接，使所述伸缩杆与所述内圈构成移动副，所述伸缩杆的末端与动平台固接；

所述的第二支链和第三支链结构完全相同，均包括有转动叉、通过具有一个转动自由度的铰链连接在转动叉的凹槽内的长度调节装置、固定连接在长度调节装置一端的驱动装置以及固定连接在长度调节装置另一端的T形铰，所述T形铰通过具有一个转动自由度的铰链与所述动平台相连，所述的转动叉通过具有一个转动自由度的铰链与固定架相连，连接所述转动叉和固定架的转动轴线与连接所述长度调节装置与转动叉的转动轴线垂直相交；

所述的第四支链包括有第四转动叉、通过具有一个转动自由度的铰链连接在第四转动叉的凹槽内的第四长度调节装置、固定连接在第四长度调节装置一端的第四驱动装置以及固定连接在第四长度调节装置另一端的第四球铰，所述第四球铰为具有三个转动自由度的铰链，且三个转动轴线不共线但相交于一点，所述第四长度调节装置通过第四球铰与动平台相连，所述的第四转动叉通过具有一个转动自由度的铰链与固定架相连，连接所述第四转动叉和固定架的转动轴线与连接所述第四长度调节装置与第四转动叉的转动轴线垂直相交。

连接所述外圈和固定架的转动轴线、连接第二支链中的转动叉和固定架的转动轴线以及连接第三支链中的转动叉22和固定架的转动轴线三条轴线共线；连接内圈和外圈的转动轴线、连接第二支链中的长度调节装置和转动叉的转动轴线、连接第二支链中的T形铰和动平台的转动轴线、连接第三支链中的长度调节装置和转动叉的转动轴线以及连接第三支链中的T形铰和动平台的转动轴线共五条轴线相互平行。

一种过约束高刚度多坐标混联机器人，包括：固定架、动平台、两自由度的定位头、以及设置在固定架与动平台之间第一支链、第二支链、第三支链和第四支链；

所述的第一支链贯穿的设置在固定架的中心位置，第二支链和第三支链分别设置在第一支链的左右两侧，且所述第一支链、第二支链和第三支链的运动平面为同一平面，所述第四支链设置在第一支链的下方；