[实用新型]一种具有三移一转的三分支非过约束高速并联机器人

说明书

本实用新型公开一种具有三移一转的三分支非过约束高速并联机器人，包括机架、动平台以及连接在机架与动平台之间的第一分支、第二分支和第三分支，第二分支与第三分支的结构和连接方式完全相同；所述第一分支从机架到动平台依次为平行四边形耦合驱动组件、第四转动副、第三从动杆、第五转动副、万向铰组件；所述第二分支、第三分支从机架到动平台依次为驱动电机三、第三胀紧套部件、第三驱动臂、4S平行四边形组件、第六转动副。本实用新型的优点在于：通过三分支实现四自由度运动，没有过约束，降低了机构的惯性，分支结构简单，工作空间大，装配简单，动平台可实现正反180度旋转，且工作空间内没有奇异位。

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种具有三移一转的三分支非过约束高速并联机器人。

背景技术

并联机器人发展的时间不长，但其独特的优势越来越明显，运动速度快，无累计误差，精度较高，结构紧凑，刚度大。近年来，这种机构越来越受到人们的重视，随着工业制造要求的提高，对于并联机器人的运动空间、运动灵活性以及分支结构等都有了更高的要求。

现有的三转一移并联机器人主要基于四分支结构的过约束并联机构。公开号为CN106002936A的发明专利提出一种三平移一转动并联机器人平台操作手，采用四条支链，两条相对支链为无约束SSP或者SPS支链，另外两条相对支链采用复杂的双平行四边形连杆结构，结构复杂，装配困难。公开号为CN1772442A的发明专利提出了一种三维平动一维转动的四自由度并联机器人机构，该机器人同样采用四条分支实现四自由度运动，每条分支包括一个移动副、两个虎克铰和一根分支杆，分支结构简单，存在杆件交叉的问题，并且移动副的实现比较困难。公开号为CN102922511A的发明专利提出了一种三移一转四分支对称并联结构，该机器人由动平台、定平台以及连接动平台和定平台的具有相同结构的四条支链组成，支链采用电机驱动主动连杆，主动连杆与内含四个转动副的平行四边形机构上端通过转动副连接，平行四边形机构下端与连接件上端通过转动副连接，连接件下端与动平台通过转动副连接。公开号为CN207710785U的实用新型专利提出了一种具有整回转能力的三转一移转动并联分拣机器人，该机器人相对于公开号为CN102922511A的发明专利做了改进，将下连接杆与工形连杆通过转动副连接，工形连杆与末端执行器件通过螺旋副连接，相对的两条分支共用一个螺旋副和工形连杆，另外两条分支使用另一组工形连杆和旋向相反的螺旋副。上述机器人均采用了四分支的过约束机构，分支数目较多，容易出现运动过程中的干涉，导致工作空间小，装配复杂。

公开号为CN108393871A的发明专利提出了高速高负载并联机器人，该机器人包括动平台、运动平台以及连接定平台和动平台三个相同分支，分支采用电机驱动通过转动副连接的平行四边形第二运动杆件，中间连杆通过两个U副两端分别连接平行四边形第二运动杆件和动平台。公开号为CN108544479A的发明专利提出了一种具有三维移动和一维转动的三分支四自由度机器人，该机器人其包括基座、运动平台及三个并联的分支，其每条分支均由上部两个相互平行的H形杆件及下部两个相互平行的H形杆件构成，其每个分支上均并联有一个伸缩杆，伸缩杆的两端分别与分支底座第二端和靠近分支底座第二端的第一H形杆的中下部转动连接。上述两者均采用三分支来实现四自由度，前者三分支通过三电机驱动只能实现三维移动，不能实现一维转动，若需要实现四自由度运动需要在已有机构上进行改进，需要在两平台中间加上一根转动连杆，连杆结构要求十分严格，并且会限制机构的工作空间；后者可以通过三分支实现四自由度运动，但是该机构采用了复杂了连杆结构，增加了整体重量，导致负载降低，不利于生产效率的提高，伸缩杆活动范围较为局限，降低了机器人的工作空间。

本实用新型的机构涉及四自由度并联机构，针对现有的四自由度并联机器人存在的一些问题进行了改善，将四自由度并联机器人的优势进一步体现。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对已有的技术现状，提供一种具有三移一转的三分支非过约束高速并联机器人，其分支结构简单，工作空间大，动平台可实现正反180度旋转，且工作空间内没有奇异位。