高速高精度并联机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种高速高精度并联机器人，包括定平台、多个驱动装置、动平台部件和多组支链组。每个驱动装置包括一个主动臂和驱动单元，驱动单元围绕定平台设置。动平台部件包括多个连接部。每组支链组包括第一支链臂和第二支链臂，第一支链臂分别通过第一虎克铰、第二虎克铰与主动臂、对应的连接部相连，第一虎克铰包括垂直相连的第一转动副和第二转动副，第二虎克铰包括垂直相连的第三转动副和第四转动副。第二支链臂分别通过第三虎克铰、第四虎克铰与主动臂、对应的连接部相连，第三虎克铰包括垂直相连的第五转动副和第六转动副，第四虎克铰包括垂直相连的第七转动副和第八转动副。根据本发明专利技术的高速高精度并联机器人，可以提升刚度和作业精度。

High speed and high precision parallel robot

【技术实现步骤摘要】
高速高精度并联机器人
本专利技术涉及机器人
，尤其是涉及一种高速高精度并联机器人。
技术介绍
塑料工业、电子产品工业、药品工业和食品工业对我国国民经济有重要贡献。早期用于此类轻型生产流水线货品的包装、分拣、组合和拆解任务的工业机器人由串联机构实现。串联机构通过运动副依次连接而成，为开环结构，具有大的工业空间和高的灵活度，但其也具有明显的缺点：各运动副误差累积导致末端精度低、刚度低、惯性大、动力学性能有待提升。并联机构是一种闭环结构，其动平台部件通过至少两个独立的运动链与定平台相连接。与串联机构相比，并联机构具有刚度高、精度高、动力学性能好、结构紧凑等优点。然而相关技术中，高速并联机器人的支链组多采用开放式球铰和细长碳杆结构，刚度低，难以实现高精度操作。如基于经典的Delta机构制造而成的ABBFlexPicker高速机器人，其细长碳杆间多采用弹簧预紧，会造成沿杆长方向的支链组长度误差，影响高速并联机器人的作业精度。另外，球窝、球头配合结构，其脱铰风险较大。综上，设计研发性能优异的高速高精度并联机器人仍是机器人领域关注的热点问题，一款具有动态特性好、整机刚度大和转角精度高等特点，易实现高速、高精度操作的高速高精度并联机器人具有广阔的科研及应用前景。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种高速高精度并联机器人，以提升并联机器人的刚度和作业精度。根据本专利技术实施例的高速高精度并联机器人，包括：定平台；多个驱动装置，多个所述驱动装置设在所述定平台上，每个所述驱动装置包括一个主动臂和用于驱动所述主动臂枢转的驱动单元，所述驱动单元围绕所述定平台的中心周向均匀间隔开设置；动平台部件，所述动平台部件设在所述定平台下方，所述动平台部件包括与所述驱动装置数量和位置对应的多个连接部；多组支链组，多组所述支链组分别一一对应连接在所述多个主动臂和多个所述连接部之间，每组所述支链组均包括第一支链臂和第二支链臂，所述第一支链臂的一端通过第一虎克铰与所述主动臂相连且另一端通过第二虎克铰与对应的所述连接部相连，所述第一虎克铰包括与所述主动臂相连的第一转动副和与所述第一转动副垂直相连的第二转动副，所述第二虎克铰包括与所述连接部相连的第三转动副和与所述第三转动副垂直相连的第四转动副，其中所述第一支链臂两端的所述第一转动副与第三转动副平行、第二转动副与第四转动副平行；所述第二支链臂的一端通过第三虎克铰与所述主动臂相连且另一端通过第四虎克铰与对应的所述连接部相连，所述第三虎克铰包括与所述主动臂相连的第五转动副和与所述第五转动副垂直相连的第六转动副，所述第四虎克铰包括与所述连接部相连的第七转动副和与所述第七转动副垂直相连的第八转动副，其中所述第二支链臂两端的所述第五转动副与第七转动副平行、第六转动副与第八转动副平行；其中，同一所述支链组中，所述第一转动副与所述第五转动副彼此可相对转动，且所述三转动副与所述第七转动副可相对转动。根据本专利技术实施例的高速高精度并联机器人，通过将每组支链组设置为均包括两个支链臂，每个支链臂的两端均通过虎克铰相连，每个虎克铰均包括垂直相连的两个转动副，从而可以大大提升并联机器人的刚度和作业精度。如第一支链臂和第二支链臂之间无需设置预紧弹簧也具有良好的传动稳定性，可以大大减少支链臂的形变。又如将闭合式的虎克铰替换常见高速并联机器人的开放式的球铰，不存在脱铰风险，传动更加稳定。在一些实施例中，所述驱动装置包括四个，所述连接部包括四个，所述支链组包括四组。在一些实施例中，每组所述支链组中的所述第一支链臂和所述第二支链臂彼此平行。在一些实施例中，每组所述支链组还包括第一套筒和第二套筒，所述第一转动副和所述第五转动副分别与所述第一套筒相连且分别相对于所述第一套筒可转动，所述第三转动副和所述第七转动副分别与所述第二套筒相连且分别相对于所述第二套筒可转动。在一些实施例中，所述动平台部件包括外动平台、内动平台和转动丝杠，所述内动平台位于所述外动平台内且两端从所述外动平台内伸出，所述转动丝杠可枢转地设在所述外动平台和所述内动平台上，所述内动平台上设有螺纹孔，所述转动丝杠穿设在所述螺纹孔内，所述转动丝杠与所述螺纹孔之间为螺纹配合，所述外动平台的两端分别设有所述连接部，所述内动平台的两端分别设有所述连接部，所述外动平台和所述内动平台沿所述转动丝杠的轴向相对移动时，所述转动丝杠转动，所述转动丝杠用于连接末端执行器。具体地，所述转动丝杠与所述螺纹孔之间设有滚珠。在一些可选的实施例中，所述外动平台包括：上拱板和下拱板，所述上拱板的两端与所述下拱板的两端相连，所述上拱板的中间部分向上拱起，所述下拱板的中间部分向下拱起，所述内动平台位于所述上拱板和所述下拱板之间。具体地，所述上拱板和所述下拱板的中心处均设有拱板穿孔，所述转动丝杠可枢转地穿设在所述上拱板、所述下拱板的所述拱板穿孔处。在一些实施例中，所述定平台包括：中心环和多对定耳，所述多个定耳围绕所述中心环的中心周向均匀间隔开设置，所述驱动单元设于所述定耳的一侧，所述主动臂连接在所述定耳的另一侧。在一些实施例中，所述主动臂的自由端形成为外端开口的凹型结构，所述第一支链臂的所述第一虎克铰和所述第二支链臂的所述第三虎克铰设于所述凹型结构内；所述连接部形成为外端开口的凹型结构，所述第一支链臂的所述第二虎克铰和所述第二支链臂的所述第四虎克铰设于所述凹型结构内。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例中高速高精度并联机器人的立体图；图2为图1在A处的局部放大图；图3为图1在B处的局部放大图。附图标记：高速高精度并联机器人100、定平台1、中心环11、定耳12、驱动装置2、主动臂21、驱动单元22、动平台部件3、连接部31、外动平台32、上拱板321、下拱板322、内动平台33、转动丝杠34、末端执行器35、支链组4、第一支链臂41、第一虎克铰42、第一转动副421、第二转动副422、第二虎克铰43、第三转动副431、第四转动副432、第二支链臂44、第三虎克铰45、第五转动副451、第六转动副452、第四虎克铰46、第七转动副461、第八转动副462、第一套筒47、第二套筒48。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速高精度并联机器人，其特征在于，包括：/n定平台；/n多个驱动装置，多个所述驱动装置设在所述定平台上，每个所述驱动装置包括一个主动臂和用于驱动所述主动臂枢转的驱动单元，所述驱动单元围绕所述定平台的中心周向均匀间隔开设置；/n动平台部件，所述动平台部件设在所述定平台下方，所述动平台部件包括与所述驱动装置数量和位置对应的多个连接部；/n多组支链组，多组所述支链组分别一一对应连接在所述多个主动臂和多个所述连接部之间，每组所述支链组均包括第一支链臂和第二支链臂，/n所述第一支链臂的一端通过第一虎克铰与所述主动臂相连且另一端通过第二虎克铰与对应的所述连接部相连，所述第一虎克铰包括与所述主动臂相连的第一转动副和与所述第一转动副垂直相连的第二转动副，所述第二虎克铰包括与所述连接部相连的第三转动副和与所述第三转动副垂直相连的第四转动副，其中所述第一支链臂两端的所述第一转动副与第三转动副平行、第二转动副与第四转动副平行；/n所述第二支链臂的一端通过第三虎克铰与所述主动臂相连且另一端通过第四虎克铰与对应的所述连接部相连，所述第三虎克铰包括与所述主动臂相连的第五转动副和与所述第五转动副垂直相连的第六转动副，所述第四虎克铰包括与所述连接部相连的第七转动副和与所述第七转动副垂直相连的第八转动副，其中所述第二支链臂两端的所述第五转动副与第七转动副平行、第六转动副与第八转动副平行；/n其中，同一所述支链组中，所述第一转动副与所述第五转动副彼此可相对转动，且所述三转动副与所述第七转动副可相对转动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高速高精度并联机器人，其特征在于，包括：
定平台；
多个驱动装置，多个所述驱动装置设在所述定平台上，每个所述驱动装置包括一个主动臂和用于驱动所述主动臂枢转的驱动单元，所述驱动单元围绕所述定平台的中心周向均匀间隔开设置；
动平台部件，所述动平台部件设在所述定平台下方，所述动平台部件包括与所述驱动装置数量和位置对应的多个连接部；
多组支链组，多组所述支链组分别一一对应连接在所述多个主动臂和多个所述连接部之间，每组所述支链组均包括第一支链臂和第二支链臂，
所述第一支链臂的一端通过第一虎克铰与所述主动臂相连且另一端通过第二虎克铰与对应的所述连接部相连，所述第一虎克铰包括与所述主动臂相连的第一转动副和与所述第一转动副垂直相连的第二转动副，所述第二虎克铰包括与所述连接部相连的第三转动副和与所述第三转动副垂直相连的第四转动副，其中所述第一支链臂两端的所述第一转动副与第三转动副平行、第二转动副与第四转动副平行；
所述第二支链臂的一端通过第三虎克铰与所述主动臂相连且另一端通过第四虎克铰与对应的所述连接部相连，所述第三虎克铰包括与所述主动臂相连的第五转动副和与所述第五转动副垂直相连的第六转动副，所述第四虎克铰包括与所述连接部相连的第七转动副和与所述第七转动副垂直相连的第八转动副，其中所述第二支链臂两端的所述第五转动副与第七转动副平行、第六转动副与第八转动副平行；
其中，同一所述支链组中，所述第一转动副与所述第五转动副彼此可相对转动，且所述三转动副与所述第七转动副可相对转动。


2.根据权利要求1所述的高速高精度并联机器人，其特征在于，所述驱动装置包括四个，所述连接部包括四个，所述支链组包括四组。


3.根据权利要求1所述的高速高精度并联机器人，其特征在于，每组所述支链组中的所述第一支链臂和所述第二支链臂彼此平行。


4.根据权利要求1所述的高速高精度并联机器人，其特征在于，每组所述支链组还包括第一套筒和第二套筒，所述第一转动副和所述第五转动副分别与所述第一套筒相连且分别相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辛军，孟齐志，谢福贵，宫昭，李鹏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11