五自由度混联机器人

摘要

一种五自由度混联机器人，有固定架、动平台、连接在动平台末端的定位头，以及三条结构相同的第一支链、第二支链和第三支链，每条支链都包括第一铰链、第二铰链、连接杆和设置在连接杆一端的驱动装置，第一支链和第二支链均通过自身的第一铰链对称的连接在固定架上端的两侧，第三支链贯穿固定架，且位于第一支链和第二支链的下面，并通过自身的第一铰链连接在固定架内侧中部，第一支链、第二支链和第三支链的连接杆远离驱动装置的那一端分别通过对应的第二铰链与动平台相连，第一支链和第二支链的运动平面处于同一平面或为相互平行的两个平面，且第一支链和第二支链的运动平面与第三支链的运动平面相垂直。本发明便于实时控制，可有效提高机构的刚度，减少悬臂尺寸。

主权项

一种五自由度混联机器人，包括固定架（1）、动平台（4）、连接在所述动平台（4）末端的定位头（6），以及三条结构相同的第一支链（8）、第二支链（9）和第三支链（10），每条支链都包括第一铰链（2）、第二铰链（5）、连接杆（3）和设置在所述连接杆（3）一端的驱动装置，其特征在于，所述的第一支链（8）和第二支链（9）均通过自身的第一铰链（2）对称的连接在所述固定架（1）上端的两侧，所述的第三支链（10）贯穿固定架（1），且位于第一支链（8）和第二支链（9）的下面，并通过自身的第一铰链（2）连接在所述固定架（1）内侧中部，所述的第一支链（8）、第二支链（9）和第三支链（10）的连接杆（3）远离驱动装置的那一端分别通过对应的第二铰链（5）与动平台（4）相连，所述的第二铰链（5）包括销轴以及与该销轴构成转动副的轴承，所述的连接杆（3）远离驱动装置的那一端与所述的销轴固定连接，其中，所述的第一支链（8）、第二支链（9）和第三支链（10）呈空间面对称设置，所述的第一支链（8）上的第二铰链（5）的销轴的轴线和第二支链（9）上第二铰链（5）的销轴的轴线相平行，所述的该两销轴的轴线与所述的第三支链（10）上的第二铰链（5）的销轴的轴线相垂直，所述的第一支链（8）和第二支链（9）的运动平面处于同一平面或为相互平行的两个平面，且所述的第一支链（8）和第二支链（9）的运动平面与第三支链（10）的运动平面相垂直；所述的第一铰链（2）为具有三个回转自由度的球铰链，包括与固定架固接的法兰（11）、通过具有一个转动自由度的铰链与所述法兰（11）相连的转动叉（21），通过具有一个转动自由度的铰链与转动叉（21）相连的转轴（22）、以及通过具有一个转动自由度的铰链与所述转轴（22）相连的拖板（23），其中，连接所述转动叉（21）和法兰所形成的第一转动轴线（2a）与连接所述转轴（22）和转动叉（21）所形成的第二转动轴线（2b）不共线，连接所述转动叉（21）和法兰（11）所形成的第一转动轴线（2a）、连接所述转轴（22）和转动叉（21）所形成的第二转动轴线（2b）以及连接所述转轴（22）和拖板（23）所形成的第三转动轴线（2c）共三条轴线相交于一点，所述的第三转动轴线（2c）平行于所述连接杆（3）所在的直线，所述的拖板（23）上固定连接有丝杆螺母座（231），所述的丝杆螺母座（231）上固定设置有丝杆螺母（35）；所述的连接杆（3）上固定设置有直线导轨（33），所述的拖板(23)上固定设置有滑块(34)，所述的直线导轨(33)与滑块(34)滑动的连接，使所述的连接杆（3）与第一铰链（2）中的拖板（23）构成移动副；所述的驱动装置包括有驱动电机（31）、一端与所述驱动电机（31）的驱动轴相连的丝杆（32）和通过丝杆螺母座（231）与拖板（23）固接的丝杆螺母（35），所述的丝杆（32）的另一端贯穿第一铰链（2）的拖板（23）、丝杆螺母（35）和转轴（22）并转动连接在连接杆（3）远离驱动电机（31）的那一端，所述的丝杆（32）与所述的丝杆螺母（35）构成丝杆螺旋副；所述的固定架（1）上分别用于连接第一支链（8）、第二支链（9）和第三支链（10）的三个接触面（7）为具有一定锥度的斜面。