[发明专利]运动冗余五自由度混联机器人

摘要

本发明涉及一种运动冗余五自由度混联机器人，主要包括固定平台、可移动平台、可回转工作台、立柱、连接横梁、四条支链、中间连杆、动平台和主轴头，其中固定平台上方设有可移动平台，在所述可移动平台上设有可回转工作台，在所述固定平台上方设有两立柱，两立柱上方设有连接横梁，两立柱之间设有长度相同的四条支链，所述四条支链一端通过转动副与滑块连接，另一端通过转动副分别与动平台和中间连杆的一端相连，所述滑块均通过移动副与立柱连接，所述中间连杆的另一端通过转动副与动平台的另一端相连，在动平台上设有主轴头。本发明具有运动冗余特性，消除了冗余驱动力不协调对机构的影响，有效的减少机构奇异点，增大了机构的工作空间。

主权项

1.一种运动冗余五自由度混联机器人，主要包括有固定平台、可移动平台座、可移动平台、可回转工作台座、可回转工作台、立柱、连接横梁、四条支链、中间连杆、动平台和主轴头以及支链驱动组件、可移动平台驱动组件和可回转工作台组件，其特征在于：所述固定平台上设有可移动平台座，可移动平台通过移动副与该可移动平台座连接，在所述可移动平台上设有可回转工作台座，可回转工作台通过轴线为铅垂方向的转动副与该可回转工作台座连接，在所述固定平台两侧分别设有相对的立柱，两立柱上端设有连接这两个立柱的连接横梁，两立柱之间设有四条支链，所述四条支链中左侧的第一和第二支链的一端分别通过转动副与设在左侧上下圆柱导轨上的滑块连接，其另一端通过同一转动副与动平台的一端连接，所述四条支链中右侧的第三和第四支链的一端分别通过转动副与设在右侧上下圆柱导轨上的的滑块连接，其另一端通过同一转动副与中间连杆的一端连接，该中间连杆的另一端通过转动副与所述动平台的另一端连接，所述连接中间连杆两端转动副之间距离为连接动平台两端转动副之间距离的1/3，在所述的动平台上设有主轴头；所述滑块与圆柱导轨之间的移动副轴线方向为铅垂方向，所述的四条支链中的转动副轴线相互平行，且垂直于滑块和圆柱导轨所组成的移动副轴线，所述的左侧第一和第二支链中与动平台连接的转动副轴线重合，第一支链位于过该重合转动副轴线水平面的上方，第二支链位于过该重合转动副轴线水平面的下方，所述的右侧第三支链和第四支链中与中间连杆连接的转动副轴线重合，第四支链位于过该重合转动副轴线水平面的上方，第三支链位于过该重合转动副轴线水平面的下方；所述支链驱动组件包括直线单元底座、伺服电机、电机座、联轴器、丝杠、丝杠螺母、丝杠上支撑座、滑块、圆柱导轨及丝杠下支撑座，其中两个直线单元底座分别竖直固定在相对的立柱壁上，在直线单元底座的上下分别设有一对丝杠上支撑座和丝杠下支撑座，在上部的丝杠上支撑座和下部丝杠下支撑座上均设有电机座，伺服电机分别固定在上下电机座上，伺服电机的输出端均通过联轴器与丝杠的一端连接，上下丝杠和圆柱导轨的一端通过丝杠上支撑座进行支撑，其另一端通过丝杠下支撑座进行支撑，在上下丝杠和上下圆柱导轨上分别设有滑块，所述丝杠的有效行程部分与丝杠螺母连接，所述丝杠螺母固定在滑块上；所述可移动平台驱动组件包括固定平台、可移动平台座、可移动平台伺服电机、可移动平台电机座、可移动平台联轴器、可移动平台丝杠、可移动平台丝杠螺母、可移动平台丝杠上支撑座、可移动平台滑块、可移动平台导轨、可移动平台导轨槽以及可移动平台丝杠下支撑座，其中设在固定平台上的可移动平台座的一端设有可移动平台电机座，可移动平台伺服电机固定在可移动平台电机座上，伺服电机的输出端通过可移动平台联轴器与可移动平台丝杠的一端连接，该丝杠的一端通过固定在固定平台上的可移动平台丝杠上支撑座进行支撑，其另一端通过固定在所述固定平台上的可移动平台丝杠下支撑座进行支撑，可移动平台丝杠上设有可移动平台丝杠螺母，可移动平台丝杠螺母固定在可移动平台下方的可移动平台丝杠螺母座上，所述可移动平台底部两侧设有两两为一组的可移动平台滑块，该滑块与固定在可移动平台底座两侧的可移动平台导轨相配合组成滑动连接；所述可回转工作台组件包括可回转工作台座、可回转工作台伺服电机、90度转角减速器及可回转工作台，其中固定在可移动平台上的可回转工作台座下方设有凹槽，可回转工作台伺服电机固定在可回转工作台座凹槽内，该可回转工作台伺服电机的输出端与90度转角减速器的输入端连接，该90度转角减速器的输出端与可回转工作台连接，该90度转角减速器的输出端转动轴线为铅垂方向。