[发明专利]一种新型前驱式的模块化混联机器人

说明书

本发明属于重载加工领域，公开了一种新型前驱式的模块化混联机器人，包括加工并联机构和辅助伸缩筒，加工并联机构由加工静平台、加工动平台、二条平面旋移运动链以及一条空间旋移运动链构成，辅助伸缩筒形成第一移动副，移动组件包括移动滑块，将平面旋移运动链上的移动滑块形成的移动副作为第二移动副，第二移动副的导路与第一移动副的导路共面设置，移动滑块通过旋转框与加工静平台形成旋转轴垂直的第一铰接副和第二铰接副，辅助伸缩筒与加工静平台形成旋转轴垂直的第三铰接副和第四铰接副，平面旋移运动链的一端与加工动平台铰接，空间旋移运动链的一端与加工动平台球副连接，平面旋移运动链与辅助伸缩筒始终在同一平面运动。

技术领域

本发明属于重载加工领域，具体涉及一种新型前驱式的模块化混联机器人。

背景技术

五自由度混联机器人融合了串联机器人和并联机器人的特点，具有精度高、工作空间大、承载能力强、响应速度快等优点，为大型复杂结构件的高精度加工制造提供了有效解决方案，目前已在航空航天和轨道交通的高精度钻铣加工、空间厚板搅拌摩擦焊和高精度装配等领域得到成功应用。

目前，混联机器人的驱动方式有两种：(1)将驱动电机布置于支链靠近定平台的一端(后置驱动)如Exchon、Trimule等新型前驱式的模块化混联机器人；(2)将驱动电机布置于支链靠近动平台的一端(前置驱动)。后置驱动的布置方式会使得支链的受力情况与悬臂梁相同，支链的受力方式不佳，导致新型前驱式的模块化混联机器人的精度变低。前置驱动的布置方式会将驱动电机的重量作为整机的负载，避免产生悬臂对机器人精度的影响。

专利CN102672709所公开的一种五自由度混联机器人，包括固定架、动平台、定位头以及三个结构相同可沿轴向移动的主动调节装置，所述主动支链的一端通过转动副与固定架连接，另一端通过转动副与动平台连接，伺服电机设置在连接臂上靠近固定架的一端。该机构的驱动位置选择为后驱，对整个新型前驱式的模块化混联机器人的精度存在较大的影响。

专利CN1439492公开了一种四自由度混联机器人，该机构是由具有两自由度的并联机构和与其串联的二自由度转头组成。然而该机构的并联部分仅能实现平面运动，需要串接平动或转动自由度的机构后，方能形成空间的运动。

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和动平台之间的三个可沿纵向移动的支链。每个支链的一端通过球铰连接于固定架上，另一端以转动副连接动平台，其不足是，设计困难且所需球铰的尺寸很大，并且难于装配。

综上，现有的混联机器人不能同时兼具高精度、高刚度以及便于进行实时控制的特性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种五自由度的新型前驱式的模块化混联机器人，同时具有精度高、刚度高、抗扭性能强、运动学正逆解具有解析解、便于实时控制的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：