[发明专利]平行驱动四自由度混联式机械手腕摇摆头

说明书

本发明涉及一种平行驱动四自由度混联式机械手腕摇摆头，伸出体上设置有圆形导向孔，伸出体安装在安装架中；伸出筒安装在伸出体的圆形导向孔中；锥形套安装在伸出筒的锥形面上，且锥形套的内圆锥面与伸出筒的锥形面贴紧，锥形套的外圆柱面还与伸出体的圆形导向孔贴紧，且锥形套能在伸出体的圆形导向孔中发生相对转动和轴向的相对移动；调紧块通过螺纹副安装在伸出筒上，与锥形套端面贴紧；连接杆的一端通过球副与伸出筒连接，另一端通过转动副与动平台连接；动平台还通过一个万向铰与伸出体连接；U座安装在动平台上，U座能在动平台上绕着动平台的轴线发生相对转动；电主轴安装在U座上，电主轴在U座上发生相对转动。

技术领域

本发明涉及一种机械手腕摇摆头，更为特别地，本发明涉及一种平行驱动四自由度混联式机械手腕摇摆头。

背景技术

机械手腕摇摆头主要应用于机床加工领域，尤其是加工一些复杂镂空工件时，传统的机床根本无法加工，而采用3D打印技术则难以满足工件的一些机械特性。目前市面上多采用串联式机器人进行加工，但这种串联式机器人传动链较长，累计误差较大，导致加工精度不高，且加工一些稍硬材质的工件时刚度较差，进一步降低了串联式机器人的加工精度，无法应用于高精度加工领域。

因此，提出一种平行驱动四自由度混联式机械手腕摇摆头，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种平行驱动四自由度混联式机械手腕摇摆头，其包括安装架、伸出体、动平台、U座、电主轴、直线驱动单元、伸出筒、锥形套、调紧块以及连接杆；所述伸出体为一个含有三个120°均布圆形导向孔的筒，伸出体安装在安装架中，且伸出体能在安装架中做轴向移动；三个伸出筒安装在伸出体的三个圆形导向孔中；三个锥形套安装在三个伸出筒的锥形面上，且锥形套的内圆锥面与伸出筒的锥形面贴紧，同时，三个锥形套的外圆柱面还与伸出体的三个圆形导向孔贴紧，且锥形套能在伸出体的三个圆形导向孔中发生相对转动和轴向的相对移动；调紧块通过螺纹副安装在伸出筒上，并与锥形套端面贴紧；连接杆的一端通过球副与伸出筒连接，另一端通过转动副与动平台连接；动平台还通过一个万向铰与伸出体连接；U座安装在动平台上，U座能在动平台上绕着动平台的轴线发生相对转动；电主轴安装在U座上，电主轴还能在U座上发生相对转动；直线驱动单元的固定端安装在安装架上，活动端安装在调紧块上。该平行驱动四自由度混联式机械手腕摇摆头的传动链较短，能保证较高的加工精度，同时刚度较大。此外，采用串并混联的结构，该平行驱动四自由度混联式机械手腕摇摆头还具有很大的工作空间。

本发明的技术方案如下：

一种平行驱动四自由度混联式机械手腕摇摆头，其包括安装架、伸出体、动平台、U座、电主轴、直线驱动单元、伸出筒、锥形套、调紧块以及连接杆；所述伸出体位于所述安装架内，且所述伸出体能在所述安装架中做轴向移动，并依靠所述安装架进行导向；所述伸出体上设置圆形导向孔，所述伸出筒安装在所述伸出体的所述圆形导向孔中；所述锥形套安装至所述伸出筒，所述调紧块安装在所述伸出筒上；所述连接杆的第一端通过球副与所述伸出筒连接，所述连接杆的第二端通过转动副与所述动平台连接；所述动平台与所述伸出体连接；所述U座安装在动平台上，所述U座绕着动平台的轴线发生相对转动；所述电主轴安装在所述U座上，所述电主轴还能在U座上发生相对转动；所述直线驱动单元的固定端安装在安装架上，所述直线驱动单元的活动端安装在调紧块上。

优选地，所述圆形导向孔的数量为三个，三个圆形导向孔在所述伸出体的垂直于其轴线的截面上沿着120°均匀布置。

优选地，所述伸出筒的数量为三个，三个伸出筒安装在所述伸出体的三个圆形导向孔中；所述锥形套的数量为三个；所述伸出筒的数量为三个，所述三个连接杆与三个伸出筒连接用的三个球副呈120°均布，三个连接杆与动平台连接用的三个转动副也呈120°均布。