[发明专利]空间三维平动自由度混合驱动柔索并联机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔索并联机构，特别是一种实现空间三维平动自由度混合驱动柔索并联机构。

背景技术

柔索并联机构是指采用柔索代替传统连杆作为牵引元件的并联机器人，而柔索并联机器人的关节驱动机构是机器人的重要部件之一。对一个驱动机构来讲，关心的是输出功率大小和作业适应性程度。对于前者，希望机构输出功率越大越好，而对于后者，希望作业适应性的程度越高越好。通常，机器人系统中分别有普通常速电动机和伺服电动机两种电动机单独驱动。普通常速电动机功率高，但作业在线适应性差(即离线设置好它的转速后，无法在线调整)，而伺服电动机具有很好的在线适应性，但单位价格的输出功率较低(即相同功率情况下，伺服电动机的价格比普通常速电动机高的多)。近年来，随着柔索并联机器人在工程领域的应用不断扩大，这也对柔索并联机器人提出了更高的要求，不仅要求高精度、高效率、大负载地运转，而且要求具有更大的柔性输出，能迅速、方便地改变输出运动规律。然而，由于受到伺服电动机功率和扭矩的限制，目前还没有直接利用伺服电动机驱动大跨度、高负载的柔索并联机器人。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构简单，能够完成大负载运转、高性能运动输出，实现复杂运动规律，实现搬运重物的空间三维平动自由度混合驱动柔索并联机构。

技术方案：本发明的空间三维平动自由度混合驱动柔索并联机构，由成十字形对称设置的四组混合驱动双曲柄五连杆机构、索塔支架、分别与四组混合驱动双曲柄五连杆机构相连和牵引重物块的柔索构成，混合驱动双曲柄五连杆机构由三相异步电动机、伺服电机、减速器、皮带轮传动机构和双曲柄五连杆机构构成，其中，三相异步电动机与皮带轮传动机构相连，伺服电机)经联轴器与减速器相连，皮带轮传动机构与减速器分别与双曲柄五连杆机构相连；双曲柄五连杆机构由曲柄大圆盘、连接在曲柄大圆盘上的长连杆，曲柄小圆盘、连接在曲柄小圆盘上的短连杆构成，长连杆与短连杆铰接并与柔索相连；索塔支架由四根立柱、分别与四根立柱相连的索塔下横梁和索塔上横梁构成。

所述的三相异步电动机为恒速电机；所述索塔支架的四根立柱上均设有柔索导向滑轮，柔索导向滑轮为两个，成直角排列。

有益效果：利用两种驱动机构组合在一起的混合驱动机构，兼容了传统机构的高效率、高承载力及伺服驱动机构柔性可调的优点，弥补了传统机械缺乏的柔性和伺服机构不能承受大载荷的缺陷。具有传统机构的高效率、高承载力及伺服驱动机构柔性可调的优点，将混合驱动双曲柄五连杆机构引入到柔索并联机构，能够完成大负载运转、高性能运动输出，实现复杂的运动规律，其结构简单、工作空间大、易拆装、可重组、模块化程度高、负载能力强、运动速度快、价格低廉，具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本发明的混合驱动柔索并联机构主视图；

图2为本发明的混合驱动柔索并联机构俯视图；

图3为本发明的混合驱动双曲柄五连杆机构主视图；

图4为本发明的混合驱动双曲柄五连杆机构俯视图。

图中：1-混合驱动双曲柄五连杆机构，2-三相异步电动机，3-小皮带轮，4-大皮带轮，5-带轮支撑架，6-曲柄大圆盘，7-曲柄小圆盘，8-减速器，9-联轴器，10-伺服电机，11-短连杆，12-滑轮支架，13-柔索导向滑轮，14-带轮轴，15-长连杆，16-索塔下横梁，17-索塔上横梁，18-索塔支架，19-重物块，20-柔索，21-基座。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：