[实用新型]一种含多轴转动支架的五自由度混联机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种混联机器人。特别是涉及一种含多轴转动支架的五自由度混联机器人。

背景技术

专利GB2173472(或EP0200369、US4790718)、SE8502327(或US4732525)和EP0674969(或US6336375)所公开的一类带定位头的空间混联机器人，包括三个可沿轴向伸长或缩短的主动调节装置；所述调节装置的一端通过铰链紧固于固定架上，另一端通过铰链与动平台连接；该结构中还有一从动调节装置，所述的从动调节装置一端与所述的定位头固定连接，另端通过铰链与固定架连接，以限制定位头的某几个自由度。然而，此类机器人由于与连接定位头的主动长度调节装置的铰链为三自由度铰链，且各长度调节装置分别通过一个二自由度铰链与机架连接，导致机构铰链数目和构件数目居多，结构复杂。

专利CN102699899A所公开的一种过约束高刚度多坐标混联机器人，同样包括三个可沿轴向伸长或缩短的主动调节装置和一条从动调节装置；其中两条主动调节装置通过单自由度铰链与动平台连接，对称地设置在从动调节装置的左右两侧，且所述两条主动调节装置和从动调节装置的运动平面为同一平面；另外一个主动调节装置通过三自由度的球铰链与动平台连接，设置在从动调节装置的下方。该机器人减少了机构中铰链自由度数目，但为过约束机构，对零部件的制造和安装有很严格的要求。此外，各长度调节装置分别通过一个二自由度铰链与机架连接，使得结构复杂、运动构件数量较多，而且机架制造工艺比较复杂。

专利CN1212221C公开了一种四自由度混联机器人，由具有两自由度的并联机构和与之串联的二自由度转头组成。然而此机器人的并联部分仅能实现平面运动，需要串接在平动或转动自由度的机构上才能实现空间运动。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种有效地减少了构件数目、降低了制造成本，便于实时控制的含多轴转动支架的五自由度混联机器人。

本实用新型所采用的技术方案是：一种含多轴转动支架的五自由度混联机器人，包括有定位头和末端与定位头串接的动平台，以及第一长度调节装置、第二长度调节装置、第三长度调节装置和第四长度调节装置，还设置有第一转动支架和第二转动支架，所述第一转动支架的两侧端分别各通过一自由度铰链旋转地连接有一个第一固定轴座，所述第二转动支架的两侧端分别各通过一自由度铰链旋转地连接有一个第二固定轴座，所述第一长度调节装置的一端贯穿所述第一转动支架的中部与动平台固定连接，所述第二长度调节装置和第三长度调节装置的一端分别贯穿所述第一转动支架对应地通过第二铰链和第三铰链与动平台连接，所述第二长度调节装置和第三长度调节装置对称地设置于第一长度调节装置的两侧，所述第一长度调节装置、第二长度调节装置和第三长度调节装置的中部分别各通过具有一个转动自由度的铰链连接在第一转动支架上，所述第四长度调节装置的一端贯穿第二转动支架通过第四铰链与动平台连接，所述第四长度调节装置的中部通过具有一个转动自由度铰链旋转地连接在第二转动支架上。

所述第四铰链为具有三个转动自由度的球铰链，且三个转动轴线不共线但相交于一点。

连接所述第一固定轴座和第一转动支架的转动轴线与连接所述第一转动支架和第一长度调节装置的转动轴线垂直相交；连接所述第二固定轴座和第二转动支架的转动轴线与连接所述第二转动支架和第四长度调节装置的转动轴线垂直相交；连接所述第一长度调节装置和第一转动支架的转动轴线、连接所述第二长度调节装置和第一转动支架的转动轴线以及连接所述第三长度调节装置与第一转动支架的转动轴线这三条轴线相互平行，所述第一长度调节装置、第二长度调节装置和第三长度调节装置的运动平面为同一平面。

所述第一转动支架包括有一体形成的位于中部的能够贯穿第一长度调节装置并用于实现第一长度调节装置与第一转动支架旋转连接的中心孔，位于所述中心孔的两侧分别能够贯穿第二长度调节装置和第三长度调节装置并用于实现第二长度调节装置和第三长度调节装置与第一转动支架旋转连接的第二侧孔和第三侧孔，以及分别位于第一转动支架两侧端的用于实现第一转动支架与两个第一固定轴座旋转连接的两个侧端孔，其中，所述的两个侧端孔同轴，轴线为纵轴，所述中心孔、第二侧孔和第三侧孔的轴线分别为第一横轴、第二横轴、第三横轴且三条轴线相互平行，所述第一横轴和纵轴垂直相交。