[发明专利]含双平台的过约束五自由度混联机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人。特别是涉及一种含双平台的过约束五自由度混联机器人。

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在固定架上，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。

现有专利CN101049692所公开的带定位头的五自由度混联机器人，包括固定架、动平台、定位头以及在固定架与动平台之间的三个可沿纵向伸长或缩短的长度调节装置。各长度调节装置一端通过铰链连接于固定架上，另一端则转动连接于动平台，所述铰链是一个三转动自由度铰链，且其中的某一转动轴线与长度调节装置的伸缩方向平行，其不足是，设计困难或所需铰链尺寸很大，并且难于装配。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可有效提高机构的刚度和抵抗负载能力的含双平台的过约束五自由度混联机器人。

本发明所采用的技术方案是：一种含双平台的过约束五自由度混联机器人，包括固定架、动平台、定位头以及设置在所述固定架与动平台之间的第一支链、第二支链和第三支链，所述的动平台包括同中心线的主平台和副平台，所述副平台设置在所述主平台的前端，所述主平台和副平台绕所述中心线相对转动，所述定位头为具有两个转动自由度的串联头，连接于主平台的末端；

所述的第一支链、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，所述第一支链和第二支链中的T形铰均通过具有一个转动自由度的铰链与主平台相连，所述第三支链中的T形铰通过具有一个转动自由度的铰链与副平台相连，所述的第一支链、第二支链和第三支链上的转动叉均通过具有一个转动自由度的铰链与固定架相连，此外，所述第一支链和第二支链的运动平面为同一平面；

连接所述第一支链中的转动叉和固定架的转动轴线与连接该第一支链中的长度调节装置与转动叉的转动轴线垂直相交；连接所述第二支链中的转动叉和固定架的转动轴线与连接该第二支链中的长度调节装置与转动叉的转动轴线垂直相交；连接所述第三支链中的转动叉和固定架的转动轴线与连接该第三支链中的长度调节装置与转动叉的转动轴线垂直相交。

连接所述第一支链中的转动叉和固定架的转动轴线与连接所述第二支链中的转动叉和固定架的转动轴线共线。

连接所述第一支链中的长度调节装置和转动叉的转动轴线、连接所述第一支链中的T形铰和主平台的转动轴线、连接所述第二支链中的长度调节装置和转动叉的转动轴线以及连接所述第二支链中的T形铰和主平台的转动轴线共四条轴线相互平行；连接所述第三支链中的长度调节装置和转动叉的转动轴线与连接第三支链中的T形较和副平台的转动轴线相互平行。

所述固定架和动平台之间还设置有被动支链，所述的被动支链贯穿固定架的中心部位，包括有外圈、内圈、固定在所述内圈的内周面上的滑块、伸缩杆以及与所述的滑块相对应且固定设置在伸缩杆上的导轨，所述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部位，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，所述导轨与固定在内圈的内周面上的滑块滑移的连接，使所述的伸缩杆和内圈构成移动副，所述伸缩杆贯穿所述副平台，且所述伸缩杆的末端与主平台固接；所述第一支链、第二支链和被动支链的运动平面为同一平面，且第一支链和第二支链分别布置在被动支链的左右两侧，第三支链布置在被动支链的下方。