[发明专利]一种具有大转角能力的多支链五自由度并联加工机器人

说明书

本发明公开了一种具有大转角能力的多支链五自由度并联加工机器人，并联加工机器人包括作为装配基础的静平台、作为位姿调节的支链组、作为输出装配的动平台，动平台中设置作为输出单元的电主轴，支链组包括无约束支链组和第六支链，所述第六支链通过第三虎克铰与静平台活动连接，所述第六支链与静平台角度转动。本发明由五条无约束支链和一条约束支链并联而成，整机刚度高，五条无约束支链的支链结构能够便于多支链五自由度并联加工机器人的平面安装，且成本更低；第六支链作为约束支链，其中第二虎克铰与第三虎克铰通过独立或者配合实现五自由度并联机器人的AB两向转动，本发明多支链五自由度并联加工机器人还具有强大的转角输出能力。

技术领域

本发明属于加工机器人技术领域，具体涉及一种具有大转角能力的多支链五自由度并联加工机器人。

背景技术

目前，加工机器人在制造业发挥着重要作用，特别是高技术领域的关键设备中具有空间自由曲面特征的核心部件、复杂结构件的制造中，并联机器人具有举足轻重的作用。先进制造业对复杂曲面以及大动态负载类构件例如钢结构件以及航天构件等的加工需求日益广泛，所以设计研发一款高性能具有五轴加工能力的机器人是重点行业发展的必然趋势。

目前大部分五自由度加工机器人主要存在以下不足：

其一、机构灵活性不够，如专利CN113319828A所述的五自由度并联加工机器人结构，由于机构布置形式的特点，限制其末端执行机构的摆动范围，难以满足复杂曲面的高效加工。

其二、机构工作空间小，如专利CN102490187A所述的五自由度并联加工机器人结构，由于机构布置形式的特点，限制其末端执行机构的工作范围，难以满足大型结构件的高效加工。

其三、采用电机成本大，如专利CN103753235B所述的五自由度并联加工机器人结构，由于驱动副为中空无刷电机，机器人制作成本较大。

为解决上述五自由度并联加工机器人存在的不足，更好地满足对大型复杂零部件的加工需求，亟需发明一种具有高刚度、高精度、灵活性好、大工作空间、成本较低的五自由度并联加工机器人，并提出面向高技术装备中复杂曲面结构件高效高质量加工的解决方案。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种具有大转角能力的多支链五自由度并联加工机器人。

本发明的技术方案是：一种具有大转角能力的多支链五自由度并联加工机器人，并联加工机器人包括作为装配基础的静平台、作为位姿调节的支链组、作为输出装配的动平台，动平台中设置作为输出单元的电主轴，支链组包括无约束支链组和第六支链，所述第六支链通过第三虎克铰与静平台活动连接，所述第六支链与静平台角度转动。

更进一步的，所述静平台中形成转角配合结构，所述转角配合结构为第六支链的转动提供支撑。

更进一步的，所述第三虎克铰与第二移动副的伸缩端相连，所述第二移动副设置在支链杆中。

更进一步的，所述支链杆的顶部设置有第二虎克铰，所述第二虎克铰与动平台活动相连。

更进一步的，所述动平台包括第一层动平台、第二层动平台、第三层动平台，第一层动平台、第二层动平台、第三层动平台相固定。

更进一步的，所述第二虎克铰与第三层动平台活动相连。

更进一步的，所述无约束支链组包括上层支链和中层支链，上层支链、中层支链、第六支链顶部与动平台为三层连接，从而进行电主轴的位姿调节。

更进一步的，所述上层支链、中层支链中均设置有能够伸缩的第一移动副。

更进一步的，第二移动副随动平台的位姿调节实现跟随滑动，在第六支链的约束下，控制无约束支链组中无约束支链的伸缩，实现动平台的五自由度运动。