[发明专利]一种重载4UPS-PU并联夹取机器人

说明书

本发明涉及一种重载4UPS‑PU并联夹取机器人，包括静平台、上夹具和下夹具动平台，上夹具与静平台固连，下夹具动平台和静平台之间通过四条UPS驱动支链、以及一条PU被动约束链连接，使得下夹具动平台相对于静平台，具有两个转动自由度和一个平动自由度，实现与上夹具配合夹取物体的功能。本发明解决了现有重载夹取装置自由度少、功能单一的问题。本发明通过四条驱动支链和一条被动约束链，形成四个驱动和三个自由度，属于冗余驱动并联机构，有效改善机构刚度，提高承载性能，具备重载夹取的能力。可以满足重载夹取的精细化操作的运动需求，具有高灵活度和精度。

技术领域

本发明涉及并联机器人技术领域，尤其是一种重载4UPS-PU并联夹取机器人。

背景技术

目前重载夹取用装置一般采用液压驱动，需配合液压泵使用，必须布局液压油路，结构复杂。如单纯将现有夹取结构改为电机驱动，夹取装置会因功率小的问题，载荷受到限制。且目前夹取装置机构自由度较少，运动功能单一，只能完成简单的开合运动，对尺寸较大形状复杂的工件，夹取难度增大。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种重载4UPS-PU并联夹取机器人，解决了目前重载夹取装置结构复杂且自由度少、功能单一的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种重载4UPS-PU并联夹取机器人，包括静平台、上夹具和下夹具动平台，所述上夹具与所述静平台固连，所述下夹具动平台和所述静平台之间通过四条UPS驱动支链、以及一条PU被动约束链连接，使得所述下夹具动平台相对于所述静平台，具有两个转动自由度和一个平动自由度，实现与所述上夹具配合夹取物体。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述UPS驱动支链的结构包括移动副一，所述移动副一为驱动关节，包括第一固定部和第一移动部，所述第一固定部通过虎克铰一与所述静平台连接，所述第一移动部通过球副与所述下夹具动平台连接。

所述PU被动约束链的结构包括移动副二和虎克铰二，所述移动副二为被动关节，包括第二固定部和第二移动部，所述第二固定部固定连接于所述静平台与所述上夹具之间，所述第二移动部通过虎克铰二与所述下夹具动平台连接，使得所述下夹具动平台具有绕所述虎克铰二的两个转轴转动的两个转动自由度，和沿所述第二移动部移动的一个平动自由度。

所述第二固定部上设有固定导轨，所述第二移动部与所述固定导轨滑动连接，所述固定导轨与所述静平台及所述上夹具之间分别形成夹角；所述虎克铰二的与第二移动部固连的铰支座中设置的转轴平行于所述固定导轨。

所述下夹具动平台上形成倾斜向上延伸的连接段，所述连接段与所述固定导轨成夹角，所述下夹具动平台利用所述连接段的端部通过所述虎克铰二与所述第二移动部连接。

四条UPS驱动支链分布在所述PU被动约束链的周围，四个虎克铰一沿圆周方向均匀分布于所述静平台上；四个球副沿圆周方向均匀分布于所述下夹具动平台边缘位置。

四个所述虎克铰一的转轴相互对应平行。

所述移动副一采用直线驱动装置，驱动动力为气动、电动或液压。

所述下夹具动平台及所述上夹具上分别设有对应的凹槽，所述凹槽与待夹取物体轮廓相匹配。

本发明的有益效果如下：

本发明解决了现有重载夹取装置自由度少、功能单一的问题。本发明通过四条驱动支链和一条被动约束链，形成四个驱动和三个自由度，属于冗余驱动并联机构，有效改善机构刚度，提高承载性能，具备重载夹取的能力。三个自由度为两个转动和一个平动，可以满足重载夹取的精细化操作的运动需求，灵活度高且精度高。驱动动力可以是电动、液压等多种形式，结构和功能实现不受驱动动力源的限制和影响。

附图说明