[发明专利]一种六自由度混联机器人

说明书

本发明涉及一种六自由度混联机器人。混联机构的组合形式是多样的，其中一种就是将两个或若干少自由度并联机构以串联的形式连接，形成具有多个自由度的新型机构。该类混联机构不仅具有相对较大的工作空间，而且机构惯性较小，运动学简单易于控制，集成了串、并联机构的优点，同时又弥补了串、并联机构的缺点。研究混联机构将进一步推动新型工业机器人的创新与发展。

技术领域

本发明涉及一种六自由度混联机器人，尤其是一种由两类少自由度并联机构混联而成的六自由度机器人。

背景技术

六自由度机器人因其在工程应用中具有通用性而备受关注，主要分为串联式、并联式和混联式三种型式。

典型的串联机构为六自由度旋转关节机构(6R机器人)，该类机构通常由若干连杆和关节顺次连接而成，因而其运动学方程很容易由D-H参数法迅速建立和求解；另外，通过优化设计各个连杆的参数很容易使机构末端获得很大的工作空间；随着技术的进步，该类机构的承载能力以及速度和精度已经提升到较高的水平，在汽车焊接与喷漆、产品搬运与包装等生产线上发挥着极其重要的作用，是目前应用最为广泛的工业机器人。

六自由度并联机构的典型结构为六支链的Stewart平台，该并联机构由动静平台以及连接动静平台的六条相同的支链构成，动平台在六条支链的驱动下具有六个自由度，可以实现各类复杂位姿的调整，并且动平台具有较高的负载能力，主要被用作汽车和飞行器等的运动模拟器。

串联机构和并联机构都具有各自突出的优势，但同时又存在各自的缺点。串联机构由于连杆和驱动等的叠加，导致机构惯量比较大，限制了其速度进一步的提升；并联机构由于其构型特点导致工作空间较小，成为限制其推广的主要因素；其次，并联机构运动学及动力学方程往往存在不同程度的耦合，进一步增加了运动控制器的设计难度。

故，需要一种新的技术方案以解决上述问题

发明内容

本发明的目的是在于提供一种新的六自由度机器人，具有工作空间大、动力学模型简单且易于控制的优点。

本发明新型混联机构的结构组成如下：

一种六自由度混联机器人，包括过渡平台、连接过渡平台一面的三个传动支链、一一对应三个传动支链的三个直线驱动部件、连接过渡平台另一面的三个弧形主动连杆、连接三个弧形主动连杆的三个弧形从动连杆、驱动弧形主动连杆转动的三个驱动装置、连接从动连杆的动平台；所述每个传动支链的一端分别安装在对应直线驱动部件上并在直线驱动部件的驱动下沿直线运动，而每个传动支链的另一端连接于过渡平台一面上；所述的弧形主动连杆的一端安装在过渡平台上，而每个弧形主动连杆的另一端连接于一一对应的弧形从动连杆上，弧形从动连杆的另一端连接于动平台。

相对于现有技术，本发明中将两种少自由度并联机构通过串联的形式进行拼装而得到一种混联六自由度机器人，根据两类少自由度并联机构的自由度性质易知，机构末端的空间位置完全由一种三自由度移动的并联机构独立控制，空间姿态完全由一种三自由度转动的并联机构独立控制，即平动自由度与转动自由度互不影响，相辅相成，使该混联的六自由度机器人工作空间大、机构末端位置和姿态解耦、动力学模型简单且易于控制，而且其动作频率能满足电子组装时快速重复动作的要求。

附图说明

图1为本发明新型混联机构的立体图；

图2为本发明的一种三自由度转动的并联机构的立体图；

图3为一种三自由度转动的并联机构的单条传动支链示意图。

具体实施方式