[实用新型]一种具有三对称运动学性能的过约束高刚度机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人。特别是涉及一种具有三对称运动学性能的过约束高刚度机器人。

背景技术

专利SE8502327(或US4732525)和EP0674969(或US6336375)所公开的一类带定位头的空间混联机器人，包括三个可沿轴向伸长或缩短的主动调节装置；所述调节装置的一端通过铰链紧固于固定架上，另一端通过铰链与动平台连接；该结构中还有一从动调节装置，所述的从动调节装置一端与所述的定位头固定连接，另端通过铰链与固定架连接，以限制定位头的某几个自由度。所述三个主动长度调节装置与固定架的铰链连接点呈120°均匀分布在以所述从动调节装置与固定架的铰链连接点为圆心的圆周上；所述三个主动长度调节装置与定位头的铰链连接点采用同样的布置。三对称的布局使所述机器人具有良好的三对称运动学性能。此类机器人连接定位头与主动长度调节装置的铰链为三自由度铰链。

专利CN102699899A所公开的一种过约束高刚度多坐标混联机器人，同样包括三个可沿轴向伸长或缩短的主动调节装置和一条从动调节装置；其中两条主动调节装置通过单自由度铰链与动平台连接，对称地设置在从动调节装置的左右两侧，且所述两条主动调节装置和从动调节装置的运动平面为同一平面；另外一个主动调节装置通过三自由度的球铰链与动平台连接，设置在从动调节装置的下方。该机器人减少了机构中铰链自由度数目，为过约束机构。但是，采用所述的布置方式使得机构为面对称机构，不再具有三对称的运动学性能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种在不破坏三对称的运动学性能的前提下，减少机构中铰链自由度数目的具有三对称运动学性能的过约束高刚度机器人。

本实用新型所采用的技术方案是：一种具有三对称运动学性能的过约束高刚度机器人，包括动平台和设置在所述动平台末端的定位头，以及通过固定架分别设置在所述动平台上的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，所述的第一支链的末端贯穿所述固定架的中心，固定连接在所述动平台上，所述第二支链、第三支链和第四支链的中部能够旋转的连接在所述固定架的外周，所述第二支链、第三支链和第四支链的末端分别铰接在所述动平台上，并且所述第二支链位于第一支链的前方，所述第三支链和第四支链分别位于所述第一支链的左后方和右后方。

所述的第二支链与第三支链之间的夹角、第三支链与第四支链之间的夹角以及第四支链与第二支链之间的夹角均为120°。

所述的定位头为具有两个或三个自由度的串联转头。

所述的第一支链包括有：末端固定连接在所述动平台上的伸缩杆，所述的伸缩杆上沿轴向设置有导轨，所述的伸缩杆是通过具有两个转动自由度的第一铰接件与所述的固定架相铰接，所述的第一铰接件套在所述伸缩杆上并能够沿所述的导轨滑动。

所述的具有两个转动自由度的第一铰接件包括有：通过具有一个转动自由度的铰链铰接在所述固定架中心位置的第一外圈，通过具有一个转动自由度的铰链铰接在所述第一外圈内侧的内圈，所述内圈的内侧设置有能够沿所述导轨滑动的滑块，其中，连接所述第一外圈和所述固定架的转动轴线与连接所述内圈和所述第一外圈的转动轴线垂直相交。

所述的第二支链包括有：第二长度调节装置，所述第二长度调节装置的末端通过一个T形铰铰接在所述动平台上，所述第二长度调节装置的顶端连接有一个使所述第二长度调节装置成为主动移动副的驱动装置，所述第二长度调节装置的中部通过第二外圈与所述的固定架相铰接，其中，所述的第二长度调节装置能够旋转的连接在所述第二外圈的内侧，所述第二外圈的外侧通过具有一个转动自由度的铰链与所述固定架相铰接，其中，连接所述第二外圈和所述固定架的转动轴线与连接所述第二长度调节装置与所述第二外圈的转动轴线垂直相交，连接所述T形铰和所述第二长度调节装置的旋转轴线平行于所述第二长度调节装置的移动方向。

所述的T形铰包括有纵轴和与所述纵轴的一端垂直相交的横轴，所述纵轴的另一端与所述的第二长度调节装置的末端旋转连接，所述横轴的两端分别与所述的动平台旋转连接。