一种平面三自由度结构可变的柔性并联机器人实验装置

摘要

本发明提出一种平面三自由度结构可变的柔性并联机器人实验装置，通过改变杆件和关节的材料属性和结构参数，可以构成柔性杆件并联机器人、柔顺关节并联机器人和全柔性并联机器人，实现对三种柔性并联机器人的性能分析和实验研究。构成的三种柔性并联机器人，避免了重复设计和制造，实验装置具有一定的通用性，对于提高柔性并联机器人的性能有积极意义；本发明具有测量反馈系统，可以构成闭环控制，通过采用合理的控制方法，可以有效降低弹性变形对并联机器人运行精度的影响，提高机器人的实用性，实验装置操作简便成本低。

主权项

一种平面三自由度结构可变的柔性并联机器人实验装置，其特征在于：本实验装置通过改变杆件和关节的材料属性和结构参数，可以构成柔性杆件并联机器人、柔顺关节并联机器人和全柔性并联机器人三种；该平面三自由度柔性杆件并联机器人的机械结构包括末端执行器（1）、基座（2）、驱动副（3）、柔性主动杆（4）、刚性转动副（5）、柔性从动杆（6）、刚性转动副（7）、减速器（8）、伺服电机（9）、限位接近传感器（10）、回零接近传感器（11）；其中末端执行器（1）和基座（2）与三条结构相同的运动支链以及三组结构相同的驱动部分相连接；运动支链中，柔性主动杆（4）一端与驱动副（3）连接，另一端通过刚性转动副（5）与柔性从动杆（6）连接，柔性从动杆（6）与末端执行器（1）通过刚性转动副（7）连接；其中柔性主动杆（4）与驱动副（3），刚性转动副（5）与柔性主动杆（4）和柔性从动杆（6），柔性从动杆（6）与刚性转动副（7）之间为螺栓连接；柔性主动杆（4）输出端两侧对称安装一组限位接近传感器（10），主动杆（4）输出端下方安装一个回零接近传感器（11）；基座（2）为等边三角形，驱动部分均匀的分布在基座（2）的周向；末端执行器（1）为等边三角形，刚性转动副（7）均匀的分布在末端执行器（1）的周向；平面三自由度柔顺关节并联机器人的机械结构包括末端执行器（1）、基座（2）、驱动副（3）、刚性转动副（7）、减速器（8）、伺服电机（9）、限位接近传感器（10）、回零接近传 感器（11）、刚性主动杆（12）、柔顺关节（13）、刚性从动杆（14）；其中末端执行器（1）和基座（2）与三条结构相同的运动支链以及三组结构相同的驱动部分相连接；所述运动支链中，刚性主动杆（12）一端与驱动副（3）连接，另一端通过柔顺关节（13）与刚性从动杆（14）连接，刚性从动杆（14）与末端执行器（1）通过刚性转动副（7）连接；其中刚性主动杆（12）与驱动副（3），柔顺关节（13）与刚性主动杆（12）和刚性从动杆（14），刚性从动杆（14）与刚性转动副（7）之间为螺栓连接；刚性主动杆（12）输出端两侧对称安装一组限位接近传感器（10），刚性主动杆（12）输出端下方安装一个回零接近传感器（11）；基座（2）为等边三角形，驱动部分均匀的分布在基座（2）的周向；末端执行器（1）为等边三角形，刚性转动副（7）均匀的分布在末端执行器（1）的周向；平面三自由度全柔性并联机器人的机械结构包括末端执行器（1）、基座（2）、驱动副（3）、柔性主动杆（4）、柔性从动杆（6）、刚性转动副（7）、减速器（8）、伺服电机（9）、限位接近传感器（10）、回零接近传感器（11）、柔顺关节（13）；其中末端执行器（1）和基座（2）与三条结构相同的运动支链以及三组结构相同的驱动部分相连接；运动支链中，柔性主动杆（4）一端与驱动副（3）连接，另一端通过柔顺关节（13）与柔性从动杆（6）连接，柔性从动杆（6）与末端执行器（1）通过刚性转动副（7）连接；其中柔性主动杆（4）与驱动副（3），柔顺关节 （13）与柔性主动杆（4）和柔性从动杆（6），柔性从动杆（6）与刚性转动副（7）之间为螺栓连接；柔性主动杆（4）输出端两侧对称安装一组限位接近传感器（10），柔性主动杆（4）输出端下方安装一个回零接近传感器（11）；基座（2）为等边三角形，驱动部分均匀的分布在基座（2）的周向；末端执行器（1）为等边三角形，刚性转动副（7）均匀的分布在末端执行器（1）的周向。