[发明专利]过约束高刚度多坐标混联机器人

摘要

本发明公开了一种过约束高刚度多坐标混联机器人，包括：固定架、动平台、连接在所述动平台末端的两自由度的定位头、设置在固定架与动平台之间第一支链、第二支链、第三支链和第四支链。第一支链包括第一铰链和第一伸缩杆；所述第一铰链设置在固定架中间部位，所述第一伸缩杆通过第一铰链并与其构成移动副设置在固定架上，其末端与动平台固接，所述第二、第三和第四支链空间面对称布置在固定架周围，所述第一、第二、第三支链运动平面为同一平面，且第二、第三支链可通过仅具有一个自由度的转动副与动平台连接。本发明结构紧凑，设计巧妙，为过约束机构，整机刚度好、精度高，运动学求解简单，便于控制，具有大的工作空间机架体积比。

主权项

一种过约束高刚度多坐标混联机器人，包括：固定架（5）、动平台（6）、连接在所述动平台（6）末端的两自由度的定位头（7）、设置在固定架（5）与动平台（6）之间第一支链（1）、第二支链（2）、第三支链（3）和第四支链（4）；其特征在于：所述的第一支链（1）贯穿的设置在固定架（5）的中心位置，第二支链（2）和第三支链（3）分别设置在第一支链（1）的左右两侧，且所述第一支链（1）、第二支链（2）和第三支链（3）的运动平面为同一平面，所述第四支链（4）设置在第一支链（1）的下方；所述的第一支链（1）包括：由外圈（11）和内圈（12）构成的具有两个转动自由度的铰链、固定在所述内圈（12）内周面上的滑块（13）、伸缩杆（15）以及固定在所述伸缩杆（15）上的导轨（14），所述的外圈（11）通过具有一个转动自由度的铰链连接在固定架（5）的中心位置，所述内圈（12）通过具有一个转动自由度的铰链与外圈（11）相连，连接所述外圈（11）和固定架（5）的转动轴线与连接所述内圈（12）和外圈（11）的转动轴线垂直相交，固定在所述伸缩杆（15）上的导轨（14）与固定在所述内圈（12）内周面上的滑块（12）滑移的连接，使所述伸缩杆（15）与所述内圈（12）构成移动副，所述伸缩杆（15）的末端与动平台（6）固接；所述的第二支链（2）和第三支链（3）结构完全相同，均包括有转动叉（22）、通过具有一个转动自由度的铰链连接在转动叉（22）的凹槽内的长度调节装置（23）、固定连接在长度调节装置（23）一端的驱动装置（21）以及固定连接在长度调节装置（23）另一端的T形铰（24），所述T形铰（24）通过具有一个转动自由度的铰链与所述动平台（6）相连，所述的转动叉（22）通过具有一个转动自由度的铰链与固定架（5）相连，连接所述转动叉（22）和固定架（5）的转动轴线与连接所述长度调节装置（23）与转动叉（22）的转动轴线垂直相交；所述的第四支链（4）包括有第四转动叉（42）、通过具有一个转动自由度的铰链连接在第四转动叉（42）的凹槽内的第四长度调节装置（43）、固定连接在第四长度调节装置（43）一端的第四驱动装置（41）以及固定连接在第四长度调节装置（43）另一端的第四球铰（44），所述第四球铰（44）为具有三个转动自由度的铰链，且三个转动轴线不共线但相交于一点，所述第四长度调节装置（43）通过第四球铰（44）与动平台（6）相连，所述的第四转动叉（42）通过具有一个转动自由度的铰链与固定架（5）相连，连接所述第四转动叉（42）和固定架（5）的转动轴线与连接所述第四长度调节装置（43）与第四转动叉（42）的转动轴线垂直相交。