一种具有四支链的五自由度并联加工机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种具有四支链的五自由度并联加工机器人，包括：动平台和定平台；结构相同的第一、第二支链，第一、第二支链分别通过至少两个彼此轴线垂直相交的转动副与机架相连，且分别通过至少两个彼此轴线垂直相交的转动副与动平台相连；包括主子支链和副子支链的第三支链；第四支链，第四支链通过转动副与动平台相连，且通过至少两个彼此轴线相交的转动副与定平台相连，第一、第二、第三和第四支链与定平台和动平台共同构成使动平台实现三个转动自由度和两个移动自由度的空间并联机构。根据本发明专利技术实施例的五自由度并联加工机器人可实现动平台的三个转动自由度和两个移动自由度，使具有该机器人的加工装备可实现至少五轴的联动加工功能。

A 5-DOF Parallel Machining Robot with Four Branches

【技术实现步骤摘要】
一种具有四支链的五自由度并联加工机器人
本专利技术涉及机械设计与机械制造
，具体地，本专利技术涉及一种具有五自由度的并联机构和包含该并联机构的多轴联动装置。
技术介绍
在机械设计与制造领域，随着工业水平的发展，机械零部件的服役要求和设计水平不断提高，其加工制造工艺也变得更加严苛和复杂，对现代加工装备提出新的挑战。为了提高加工的转动灵活性、柔顺性、效率和精度，加工装备应具备至少五轴联动的加工能力以及良好的静、动态特性，同时在工况苛刻的条件下要求满足一次装卡五面加工(切削刀具可以从任何方向加工工件而不用更换卡具或重新装夹)的条件。伴随国家重大项目和工程的实施，大型复杂结构件及大型设备已被广泛应用于各关键领域，如航空航天、船舶舰艇、电力设施等，对于此类结构件的加工，“大”机床加工“小”工件的传统思维模式显然不再适用。此外，大型设备后期维修任务将十分艰巨，返厂式维修不但工程浩大、周期漫长而且容易造成二次损坏等。针对以上应用需求，设计一款具有五轴联动加工能力的机器人是满足所述要求的一种有效途径。针对含异型孔或空间自由曲面结构的复杂零件，该加工机器人可以通过五轴联动实现精密加工；针对大型结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有四支链的五自由度并联加工机器人，其特征在于，包括：用于安装执行器的动平台和定平台；连接所述动平台和所述定平台的第一、第二支链，所述第一、第二支链结构相同，所述第一、第二支链分别通过至少两个彼此轴线垂直相交的转动副与所述机架相连，且分别通过至少两个彼此轴线垂直相交的转动副与所述动平台相连；连接所述动平台和所述定平台的第三支链，所述第三支链包括主子支链和副子支链，所述主子支链通过三个彼此轴线垂直相交的转动副与所述动平台相连，且通过至少两个彼此轴线垂直相交的转动副与所述定平台相连，所述副子支链与所述主子支链通过转动副相连，所述副子支链与所述定平台通过至少两个彼此轴线垂直相交的转动副相连；...

【技术特征摘要】
1.一种具有四支链的五自由度并联加工机器人，其特征在于，包括：用于安装执行器的动平台和定平台；连接所述动平台和所述定平台的第一、第二支链，所述第一、第二支链结构相同，所述第一、第二支链分别通过至少两个彼此轴线垂直相交的转动副与所述机架相连，且分别通过至少两个彼此轴线垂直相交的转动副与所述动平台相连；连接所述动平台和所述定平台的第三支链，所述第三支链包括主子支链和副子支链，所述主子支链通过三个彼此轴线垂直相交的转动副与所述动平台相连，且通过至少两个彼此轴线垂直相交的转动副与所述定平台相连，所述副子支链与所述主子支链通过转动副相连，所述副子支链与所述定平台通过至少两个彼此轴线垂直相交的转动副相连；连接所述动平台和所述定平台的第四支链，所述第四支链通过转动副与所述动平台相连，且通过至少两个彼此轴线相交的转动副与所述定平台相连，其中，所述第一、第二、第三和第四支链与所述定平台和所述动平台共同构成使所述动平台实现三个转动自由度和两个移动自由度的空间并联机构，沿所述定平台的周向，所述第一、第二、第三和第四支链按照所述第一支链、所述第三支链、所述第四支链和所述第二支链的顺序布置，所述第四支链的至少与所述动平台相连的一端设置有加强结构，所述第一、第二支链分别沿所述定平台向所述动平台的方向的构型为UPS、SPU或URPU，所述主子支链沿所述定平台向所述动平台的方向的构型为UPS，所述副子支链沿所述定平台向所述动平台的方向的构型为UPR，所述第四支链沿所述定平台向所述动平台的方向的构型为UPR，其中，U表示两个彼此轴线垂直相交的转动副，R表示转动副，S表示球副，P表示绕杆的移动副。2.根据权利要求1所述的具有四支链的五自由度并联加工机器人，其特征在于，所述第一支链和所述第二支链均包括：第一杆，所述第一杆的一端依次通过两个转动副与所述动平台相连，所述第一杆的另一端通过彼此轴线相交的三个转动副与所述定平台相连；第一套筒，所述第一套筒套设在所述第一杆的外部，所述第一套筒通过彼此轴线垂直相交的两个转动副与所述定平台相连，其中所述第一杆沿所述第一套筒可移动和可转动；第一转动件，所述第一转动件上设有垂直的的第一枢轴和第二枢轴，所述第一枢轴与所述动平台可转动地相连；第一U形连接件，所述第一U形连接件的两个支腿与所述第二枢轴可转动地相连，所述第一杆与所述第一U形连接件固定相连。3.根据权利要求1所述的具有四支链的五自由度并联加工机器人，其特征在于，所述第一支链和所述第二支链均包括：第一杆，所述第一杆的一端依次通过三个转动副与所述动平台相连，所述第一杆的另一端通过彼此轴线垂直相交的两个转动副与所述定平台相连；第一套筒，所述第一套筒套设在所述第一杆的外部，所述第一套筒通过彼此轴线垂直相交的两个转动副与所述定平台相连，其中所述第一杆沿所述第一套筒可移动。4.根据权利要求3所述的具有四支链的五自由度并联加工机器人，其特征在于，还包括：第一转动件，所述第一转动件上设有垂直的第一枢轴和第二枢轴，所述第一枢轴与所述动平台可转动地相连；第一U形连接件，所述第一U形连接件的两个支腿与所述第二枢轴可转动地相连，所述第一杆与所述第一U形连接件可转动地相连。5.根据权利要求2-4中任一项所述的具有四支链的五自...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辛军，孟齐志，谢福贵，解增辉，吕春哲，宋阿丽，
申请(专利权)人：清华大学，烟台清科嘉园技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11