[发明专利]五自由度串并联机器人

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体地说，本发明涉及一种五自由度串并联机器人。

背景技术

串并联机器人又称混联机器人，是指至少包括一个并联机构和一个或多个串联机构按照一定的方式组合在一起的复杂机械系统。混联机构是串、并联机构的组合体，它能综合继承并联机构和串联机构的优良属性，并在两者之间提一种较好的性能平衡，在现代制造业中更具有实用性，己在焊接、喷漆、搬运、汽车装配、医疗等领域得到了应用。

现有的串并联机器人，稳定可靠性差，工作空间小，位姿控制不容易实现。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种五自由度串并联机器人，目的是提高工作空间。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：五自由度串并联机器人，包括相连接的两自由度并联机构和三自由度串联机构，两自由度并联机构用于对三自由度串联机构提供使其做直线运动和旋转运动的驱动力。

所述两自由度并联机构包括一二轴固部和与一二轴固部连接且构成螺旋传动的一二螺母部。

所述一二轴固部包括第一电机以及与第一电机和所述一二螺母部连接的一二轴螺杆。

所述一二轴固部还包括与所述三自由度串联机构滑动连接的下滑轨，下滑轨位于所述一二轴螺杆的下方且两者相平行。

所述三自由度串联机构包括与所述两自由度并联机构滑动连接的三轴滑部、可旋转的设置于三轴滑部上的Z轴滑板组件以及与Z轴滑板组件和所述一二螺母部连接的滑块组件。

所述滑块组件与所述一二螺母部为转动连接且与所述Z轴滑板组件为滑动连接。

所述一二螺母部包括过渡套、设置于过渡套上且与所述一二轴螺杆连接的滚珠螺母和设置于过渡套上且与所述滑块组件转动连接的转轴。

所述转轴的轴线与所述Z轴滑板组件的旋转中心线相平行。

所述滑块组件包括滑块连接板、设置于滑块连接板上且与所述Z轴滑板组件滑动连接的上滑块和设置于滑块连接板上的轴套，轴套具有让所述一二螺母部插入的轴孔。

所述三轴滑部包括下滑板和设置于下滑板上且与所述两自由度并联机构滑动连接的下滑块，所述Z轴滑板组件为可旋转的设置于下滑板上。

所述Z轴滑板组件包括上滑板、设置于上滑板上且与所述滑块组件滑动连接的上滑轨和可旋转的设置于所述三轴滑部上且与上滑板连接的Z轴支架。

所述一二轴固部设置两个，两个一二轴固部分别通过一个所述一二螺母部和一个所述滑块组件与所述Z轴滑板组件连接，两个滑块组件分别位于所述Z轴支架的一侧。

所述Z轴滑板组件还包括设置于所述上滑板上的电机支架、设置于电机支架上的第二电机、与第二电机连接的Z轴螺杆和与Z轴螺杆连接且构成螺旋传动的滚珠螺母。

所述三自由度串联机构还包括依次连接的四轴组件和五轴组件，四轴组件与所述Z轴滑板组件连接且Z轴滑板组件用于对四轴组件提供使其做直线运动的驱动力。

所述Z轴滑板组件还包括与所述Z轴支架滑动连接的导向轴，导向轴且与所述滚珠螺母和所述四轴组件连接，滚珠螺母设置于Z轴支架的内部。

所述导向轴设置多个。

所述四轴组件包括与所述Z轴滑板组件连接的横臂、设置于横臂上的第三电机以及与第三电机和所述五轴组件连接的谐波减速机。

所述横臂的长度方向与所述第三电机的轴线相垂直，第三电机的轴线且与所述Z轴滑板组件的旋转中心线相平行。

所述五轴组件包括与所述四轴组件连接的小臂、设置于小臂上的第四电机以及与第四电机和末端执行器连接的谐波减速机。

所述第四电机的轴线与所述第三电机的轴线之间的夹角为锐角。

所述第四电机的轴线与所述第三电机的轴线之间的夹角为45度。

所述小臂包括与所述四轴组件连接的第一臂体和与第一臂体连接的第二臂体，第一臂体与第二臂体之间的夹角为锐角。

所述第一臂体与所述第二臂体之间的夹角为45度。

所述第一臂体的长度方向与所述第三电机的轴线相垂直，所述第二臂体的长度方向与所述第四电机的轴线相垂直。

本发明的五自由度串并联机器人，将两自由度并联机构与三自由度串联机构组合起来，充分发挥并联机构高刚度、高精度、大载荷的优点，以串联机构弥补并联机构工作空间小的缺点，具有结构稳定性好、承载能力强、工作空间大的特点，拓展了机器人的应用范围。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明五自由度串并联机器人的结构示意图；