过约束高刚度多坐标混联机器人

摘要

本发明公开了一种过约束高刚度多坐标混联机器人，包括：固定架、动平台、连接在所述动平台末端的两自由度的定位头、设置在固定架与动平台之间第一支链、第二支链、第三支链和第四支链。第一支链包括第一铰链和第一伸缩杆；所述第一铰链设置在固定架中间部位，所述第一伸缩杆通过第一铰链并与其构成移动副设置在固定架上，其末端与动平台固接，所述第二、第三和第四支链空间面对称布置在固定架周围，所述第一、第二、第三支链运动平面为同一平面，且第二、第三支链可通过仅具有一个自由度的转动副与动平台连接。本发明结构紧凑，设计巧妙，为过约束机构，整机刚度好、精度高，运动学求解简单，便于控制，具有大的工作空间机架体积比。

主权项

一种过约束高刚度多坐标混联机器人，包括：固定架(5)、动平台(6)、连接在所述动平台(6)末端的两自由度的定位头(7)、设置在固定架(5)与动平台(6)之间第一支链(1)、第二支链(2)、第三支链(3)和第四支链(4)；其特征在于：所述的第一支链(1)贯穿的设置在固定架(5)的中心位置，第二支链(2)和第三支链(3)分别设置在第一支链(1)的左右两侧，且所述第一支链(1)、第二支链(2)和第三支链(3)的运动平面为同一平面，所述第四支链(4)设置在第一支链(1)的下方；所述的第一支链(1)包括：由外圈(11)和内圈(12)构成的具有两个转动自由度的铰链、固定在所述内圈(12)内周面上的滑块(13)、伸缩杆(15)以及固定在所述伸缩杆(15)上的导轨(14)，所述的外圈(11)通过具有一个转动自由度的铰链连接在固定架(5)的中心位置，所述内圈(12)通过具有一个转动自由度的铰链与外圈(11)相连，连接所述外圈(11)和固定架(5)的转动轴线与连接所述内圈(12)和外圈(11)的转动轴线垂直相交，固定在所述伸缩杆(15)上的导轨(14)与固定在所述内圈(12)内周面上的滑块(13)滑移的连接，使所述伸缩杆(15)与所述内圈(12)构成移动副，所述伸缩杆(15)的末端与动平台(6)固接；所述的第二支链(2)和第三支链(3)结构完全相同，均包括有转动叉(22)、通过具有一个转动自由度的铰链连接在转动叉(22)的凹槽内的长度调节装置(23)、固定连接在长度调节装置(23)一端的驱动装置(21)以及固定连接在长度调节装置(23)另一端的T形铰(24)，所述T形铰(24)通过具有一个转动自由度的铰链与所述动平台(6)相连，所述的转动叉(22)通过具有一个转动自由度的铰链与固定架(5)相连，连接所述转动叉(22)和固定架(5)的转动轴线与连接所述长度调节装置(23)与转动叉(22)的转动轴线垂直相交；所述的第四支链(4)包括有第四转动叉(42)、通过具有一个转动自由度的铰链连接在第四转动叉(42)的凹槽内的第四长度调节装置(43)、固定连接在第四长度调节装置(43)一端的第四驱动装置(41)以及固定连接在第四长度调节装置(43)另一端的第四球铰(44)，所述第四球铰(44)为具有三个转动自由度的铰链，且三个转动轴线不共线但相交于一点，所述第四长度调节装置(43)通过第四球铰(44)与动平台(6)相连，所述的第四转动叉(42)通过具有一个转动自由度的铰链与固定架(5)相连，连接所述第四转动叉(42)和固定架(5)的转动轴线与连接所述第四长度调节装置(43)与第四转动叉(42)的转动轴线垂直相交。