[发明专利]一种大推力的混联支链

说明书

一种大推力的混联支链。其包括下连接座、上连接座、第一支链、第二支链与第三支链，具有三平动两转动的自由度。本发明优点：机构结构简单，主要支链关节较少，使机构刚度较高，各第二伸缩杆与第三伸缩杆倾斜放置，能有效传递各方向的力与扭矩，可实现在承受各方向力与力矩的情况下产生较大推力；机构以第一支链为主要支链，其他支链为辅助支链，保证上连接座五个自由度的同时减小了机构体积；机构整体对称，辅助支链结构相同，具有较好互换性，降低了制造维护成本。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别是涉及一种大推力的混联支链。

背景技术

机器人分为并联机器人、串联机器人与混联机器人，其中并联机器人与串联机器人在刚度、精度、工作空间等方面的优缺点互补，而混联机器人能够兼具串联与并联机器人的优点并规避其缺点，因此具有较高工程价值。

相对传统机床，具有较多关节的机器人刚度性能相对较差，尤其是虎克铰的法向扭转刚度，因此刚度不足，不能产生较大推力是限制五自由度机器人载荷能力的主要因素，采用多个UPS支链并使各伸缩杆主要承受轴向力能大幅度增加支链推力，并提高其各方向的扭转刚度，在绝大多数加工场景下，五自由度即可满足加工需求，六自由度加工机构反而会增加控制难度与成本，综上，设计适用于混联机器人的刚度高、载荷大的五自由度大推力支链具有较高应用与研究价值。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种大推力的混联支链。

为了达到上述目的，本发明提供的大推力的混联支链包括下连接座、上连接座、第一支链、两条第二支链和四条第三支链；

所述的下连接座包括下连接板和安装在下连接板表面上的第一虎克铰支座与四个第二球铰支座；其中，第一虎克铰支座位于下连接板的中部，四个第二球铰支座对称设置在第一虎克铰支座的两侧前后部位，并且第一虎克铰支座的转动轴线与任一对处于对角的第二球铰支座的连线共线；

上连接座包括上连接板和安装在上连接板底面上的第二虎克铰支座与两个第三虎克铰支座；其中，第二虎克铰支座位于上连接板的中部，两个第三虎克铰支座分别设置在第二虎克铰支座的两侧，并且第二虎克铰支座与两个第三虎克铰支座的转动轴线共线；

第一支链包括第一伸缩杆、上平台、下平台、圆型凸台、两个第一球铰支座、第二虎克铰、两个第四虎克铰支座、两个第五虎克铰支座、第一虎克铰和第六虎克铰支座；其中，第一伸缩杆的上下端分别连接在上平台的底面和下平台的表面中部；上平台和下平台均为方形板状结构；圆型凸台设置在上平台的表面中部，并通过第二虎克铰连接在上连接座的第二虎克铰支座上；两个第一球铰支座分别设置在上平台表面的任一对角处，并且两个第一球铰支座的连线与第二虎克铰支座的转动轴线垂直；下平台的两个相邻侧面上靠近角的部位分别设有两个转动轴线相互垂直的第四虎克铰支座，另两个相邻侧面上靠近角的部位分别设有两个转动轴线相互垂直的第五虎克铰支座；第六虎克铰支座安装在下平台的底面中部，并且通过第一虎克铰连接在下连接座的第一虎克铰支座上；

第二支链包括第二伸缩杆、第一球铰与第三虎克铰；其中，每根第二伸缩杆的一端通过第一球铰连接在第一支链的一个第一球铰支座上，另一端通过第三虎克铰连接在上连接座的一个第三虎克铰支座上；

第三支链包括第三伸缩杆、第二球铰与第四虎克铰；其中，两根第三伸缩杆的一端分别通过一个第四虎克铰连接在第一支链的两个第四虎克铰支座上，另一端分别通过一个第二球铰连接在下连接座一侧的两个第二球铰支座上；另外两根第三伸缩杆分别通过一个第四虎克铰连接在第一支链的两个第五虎克铰支座，另一端分别通过一个第二球铰连接在下连接座另一侧的两个第二球铰支座上。

所述的下连接板的面积大于下平台的面积。

所述的上平台和下平台的四条边对应平行设置。

本发明提供的大推力的混联支链具有以下优点：