一种三自由度并联机械手制造技术

本实用新型专利技术提供了一种三自由度并联机械手，包括：支撑架；安装在支撑架顶端的顶板；固定在顶板底面的基座；安装在顶板上的旋转电机；三个安装在基座底面且呈正三角形分布的电机支撑座，每个电机支撑座上均安装有驱动电机；分别安装在三个安装在电机支撑座上且与驱动电机输出轴连接的活动臂；以及设置在基座正下方的执行末端，所述执行末端通过活动臂连接到基座上。本三自由度并联机械手，部件较少，结构较为简单，通过电机驱动轴臂，即可实现执行末端在三个方向的平行移动，灵活快捷，适应性广，通过在基座上设置的旋转电机可以驱动基座在水平方向上进行任意角度的旋转，进而拓展了执行末端可以在任意角度上的移动。

A parallel manipulator with three degrees of freedom

The utility model provides a three DOF parallel manipulator, comprising: a supporting frame is arranged on the top plate; the top end of the support frame; the fixed base in the roof bottom; rotating motor is installed on the roof; three is installed on the bottom surface of the base and the motor positive triangular distribution of the supporting seat, the supporting seat are each motor equipped with the driving motor; were installed in three is installed on the motor supporting seat and a movable arm connected with the output shaft of the driving motor; and set in the implementation end just below the base, the end effector is connected to the base by a movable arm. The three DOF parallel manipulator, fewer parts, simple structure, driven by the motor shaft arm, can realize the end effector in three directions parallel to the mobile, flexible and efficient, wide adaptability, by rotating the motor arranged on the base can drive the base at any angle in the horizontal direction of the rotation, and then expand the mobile at the end of the execution at any point.

【技术实现步骤摘要】
一种三自由度并联机械手
本技术涉及机械手
，具体涉及一种三自由度并联机械手。
技术介绍
通常传统意义的工业机械手一般都是串联机构，即开环机构，也就是说在其执行末端与基座之间只有唯一的一条运动链。相比之下，并联机械手的执行末端是通过至少两条运动链与基座相连接的，同时，每一条运动链都是由唯一的移动副或是转动副驱动。与传统的串联机构相比，并联机构的零部件数目相对较少且都是一些十分通用的零部件，如球铰、虎克铰、滚珠丝杠、伸缩杆件、滑块构件、伺服电机等。由于这些通用的零部件可由专业的生产商模块化大规模制造，因此，其具有性能高、成本低的优点，对于并联机械手的开发设计十分有利。通常，并联机械手都是拥有多条的运动链的闭环机构，因此，其运动的性能与控制都十分的复杂，与传统的串联机械手有着本质的区别。首先，由于多条运动链的存在，本身就使得并联机械手的控制变得十分复杂。另外，由于多条运动链所产生的闭链约束存在，使得并联机械手的移动成为复杂的非线性系统，而且限制了机械手活动的范围。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术提供了一种结构简单、控制方便且活动范围大的轻型高速三自由度并联机械手。本技术的技术方案如下：一种三自由度并联机械手，包括：支撑架；安装在支撑架顶端的顶板；固定在顶板底面的基座；安装在顶板上表面且输出轴与基座连接的旋转电机；三个安装在基座底面且呈正三角形分布的电机支撑座，每个电机支撑座上均安装有驱动电机；分别安装在三个安装在电机支撑座上且与驱动电机输出轴连接的活动臂；以及设置在基座正下方的执行末端，所述执行末端通过三个呈正三角形分布的活动臂连接到基座上。在上述技术方案中，通过三个驱动电机即可控制执行末端沿三条活动臂的水平活动方向进行任意的摆动，大大简化了机械手的控制系统，同时为了拓展执行末端的活动范围，特在基座上设置了一个旋转电机，旋转电机可以驱动基座在水平方向上进行任意角度的旋转，进而拓展了执行末端可以在任意角度上的移动。优选的，所述活动臂包括主动臂和从动臂，主动臂的一端固定在电机支撑座上且与驱动电机的输出轴连接，所述从动臂的上端通过轴销活动固定在主动臂的另外一端，所述从动臂的下端通过铰链与执行末端连接。实际运行过程中，主动臂在驱动电机的驱动下作一定角度的反复摆动，进而带动从动臂在水平方向上的摆动，执行末端就可以实现三个方向的平动自由度。优选的，所述从动臂是由四个球面副和杆件组成的平行四边形闭环机构，所述平行四边形闭环机构直接与主动臂串联固定。通过四个球面副和杆件组成的平行四边形闭环机构消除了末端执行的三个转动自由度，保证了执行末端移动时的平稳性。优选的，所述从动臂采用碳纤维材料制作，碳纤维材料强度高、质量轻，可以减轻执行末端移动时的负重，加快执行末端的移动速度。优选的，所述旋转电机和驱动电机均为伺服电机，通过伺服电机可以精确控制执行末端的移动距离及旋转角度。本技术的有益效果在于：1)本三自由度并联机械手，部件较少，结构较为简单，通过电机驱动轴臂，即可实现执行末端在三个方向的平行移动，灵活快捷，适应性广；2)本三自由度并联机械手通过在基座上设置了一个旋转电机，旋转电机可以驱动基座在水平方向上进行任意角度的旋转，进而拓展了执行末端可以在任意角度上的移动；3)本三自由度并联机械手中的从动臂采用四个球面副和杆件组成的平行四边形闭环机构，通过四个球面副和杆件组成的平行四边形闭环机构消除了末端执行的三个转动自由度，保证了执行末端移动时的平稳性。附图说明图1为本技术的立体结构示意图。图中：100、支撑架；200、顶板；210、旋转电机；300、基座；400、电机支撑座；500、活动臂；510、主动臂；520、从动臂；600、驱动电机；700、执行末端；800、铰链。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。实施例：一种三自由度并联机械手。参照图1所示，一种三自由度并联机械手，包括：支撑架100；安装在支撑架100顶端的顶板200；固定在顶板200底面的基座300；安装在顶板200上表面且输出轴与基座300连接的旋转电机210；三个安装在基座300底面且呈正三角形分布的电机支撑座400，每个电机支撑座400上均安装有驱动电机600；分别安装在三个安装在电机支撑座400上且与驱动电机600输出轴连接的活动臂500；以及设置在基座300正下方的执行末端700，所述执行末端700通过三个呈正三角形分布的活动臂500连接到基座300上。本三自由度并联机械手的工作原理为：通过三个驱动电机600即可控制执行末端700沿三条活动臂500的水平活动方向进行任意的摆动，大大简化了机械手的控制系统。同时为了拓展执行末端700的活动范围，特在基座300上设置了一个旋转电机210，旋转电机210可以驱动基座300在水平方向上进行任意角度的旋转，进而拓展了执行末端700可以在任意角度上的移动。参照图1所示，所述活动臂500包括主动臂510和从动臂520，主动臂510的一端固定在电机支撑座400上且与驱动电机600的输出轴连接，所述从动臂520的上端通过轴销活动固定在主动臂510的另外一端，所述从动臂520的下端通过铰链800与执行末端700连接。实际运行过程中，主动臂510在驱动电机600的驱动下作一定角度的反复摆动，进而带动从动臂520在水平方向上的摆动，执行末端700就可以实现三个方向的平动自由度。参照图1所示，所述从动臂520是由四个球面副和杆件组成的平行四边形闭环机构，所述平行四边形闭环机构直接与主动臂510串联固定。通过四个球面副和杆件组成的平行四边形闭环机构消除了执行末端700的三个转动自由度，保证了执行末端700移动时的平稳性。本实施例中，所述从动臂520采用碳纤维材料制作，碳纤维材料强度高、质量轻，可以减轻执行末端700移动时的负重，加快执行末端700的移动速度。本实施例中，所述旋转电机210和驱动电机600均为伺服电机，通过伺服电机可以精确控制执行末端700的移动距离及旋转角度。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三自由度并联机械手，其特征在于包括：支撑架(100)；安装在支撑架(100)顶端的顶板(200)；固定在顶板(200)底面的基座(300)；安装在顶板(200)上表面且输出轴与基座(300)连接的旋转电机(210)；三个安装在基座(300)底面且呈正三角形分布的电机支撑座(400)，每个电机支撑座(400)上均安装有驱动电机(600)；分别安装在三个安装在电机支撑座(400)上且与驱动电机(600)输出轴连接的活动臂(500)；以及设置在基座(300)正下方的执行末端(700)，所述执行末端(700)通过三个呈正三角形分布的活动臂(500)连接到基座(300)上。

【技术特征摘要】
1.一种三自由度并联机械手，其特征在于包括：支撑架(100)；安装在支撑架(100)顶端的顶板(200)；固定在顶板(200)底面的基座(300)；安装在顶板(200)上表面且输出轴与基座(300)连接的旋转电机(210)；三个安装在基座(300)底面且呈正三角形分布的电机支撑座(400)，每个电机支撑座(400)上均安装有驱动电机(600)；分别安装在三个安装在电机支撑座(400)上且与驱动电机(600)输出轴连接的活动臂(500)；以及设置在基座(300)正下方的执行末端(700)，所述执行末端(700)通过三个呈正三角形分布的活动臂(500)连接到基座(300)上。2.如权利要求1所述的三自由度并联机械手，其特征在于：所述活动臂(500...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新华，李柏燐，谢克庆，梁焕伟，
申请(专利权)人：佛山市兴兴智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44