[发明专利]新型三支链六自由度机器人

说明书

技术领域

本发明涉及三支链六自由度运动平台技术领域，具体是一种新型三支链六自由度机器人。

背景技术

自20世纪60年代以来，多种形式的机构广泛应用于各种领域，它们可以代替人类劳动，完成各种精密、繁重、环境恶劣，甚至危险的任务。目前在工厂生产中应用较多的是具有串联机构的工业机械臂。串联机构运动空间大，运动学正解比较简单。并联机构则具有刚度高、精度高、承载能力强的特点。6自由度并联机构是并联机器人机构中的一大类，也是研究得最多的并联机构，广泛应用在飞行模拟器、6维力与力矩传感器和并联机床等领域。然而，这类机构一般具有6个运动链，例如6-SPS、6-PUS等斯图尔特机构。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种新型三支链六自由度机器人。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种新型三支链六自由度机器人，包括静平台、动平台以及连接于静平台和动平台之间的三条结构相同且并联连接的支链，其中，每一条支链均包括第一构件、第二构件、第三构件和第四构件，第一构件通过虎克铰固定于静平台上，第二构件与第一构件之间通过移动副连接，第三构件与第二构件之间通过第一转动副连接，第四构件与第三构件之间通过第二转动副连接，动平台与第四构件之间通过第三转动副连接，所述每一条支链均通过移动副和第一转动副进行双驱动，每一条支链上的第一转动副、第二转动副和第三转动副依次串联。

优选地，三条支链的虎克铰铰接点在圆周上均匀分布，从圆周圆心到铰接点的直径夹角为120度。

优选地，每一个虎克铰均包括第一转动轴线和第二转动轴线，所述第一转动轴线在静平面上，并与虎克铰的铰接点所在圆周相切，所述第二转动轴线垂直于第一构件的轴线和第一转动轴线。

优选地，第一转动副轴线和移动副轴线相重合；第二转动副轴线与第一转动副轴线相垂直；所述第三转动副轴线与第二转动副轴线相垂直。

优选地，每一条支链上的3条转动副轴线相交于一点，三条支链上的9条转动副轴线也相交于一点。

优选地，所述第三构件为直角结构，第一转动副轴线和第二转动副轴线正相交。

优选地，所述第四构件为直角结构，第二转动副轴线和第三转动副轴线正相交。

本发明提供的新型三支链六自由度机器人，不同于现有的6支链6自由度并联机构，本发明采用串联和并联机构混联的方式，充分发挥串、并联机构的特点，进一步提高机构性能。并且机构中没有球铰，能够使转动和移动运动的部分解耦。控制系统简单，易操作；每一条支链均具有移动副和转动副双驱动，运动平台以及移动和转动运动部分解耦；每一条支链上的3个转动副串联代替球铰，三条支链上的共9条转动副轴线相交于一点，简化了运动学逆解的计算。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明整体结构示意图；

图2是第三构件结构示意图；

图3是本发明局部连接结构示意图；

图中，1为静平台，2为虎克铰，3为第一构件，4为第二构件，5为第三构件，6为第四构件，7为动平台。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

请同时参阅图1至图3。

本实施例提供了一种新型三支链六自由度机器人，包括静平台1、动平台7以及连接于静平台和动平台之间的三条结构相同且并联连接的支链，其中，每一条支链均包括第一构件3、第二构件4、第三构件5和第四构件6，第一构件3通过虎克铰2固定于静平台1上，第二构件4与第一构件3之间通过移动副连接，第三构件5与第二构件4之间通过第一转动副连接，第四构件6与第三构件5之间通过第二转动副连接，动平台7与第四构件6之间通过第三转动副连接，所述每一条支链均通过移动副和转动副进行双驱动。

进一步地，三条支链的虎克铰铰接点在圆周上均匀分布，从圆周圆心到铰接点的直径夹角为120度。

进一步地，每一个虎克铰均包括第一转动轴线和第二转动轴线，所述第一转动轴线在静平面上，并与虎克铰的铰接点所在圆周相切，所述第二转动轴线垂直于第一构件的轴线和第一转动轴线。