一种六自由度并串混联机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种六自由度并串混联机器人，包括静平台、中间平台和运动平台，所述静平台和中间平台之间并联连接有三条底部运动支链，所述中间平台和运动平台之间并联连接有三条顶部运动支链。本实用新型专利技术通过三条底部运动支链和三条顶部运动支链，组成上下两组位移量，每一组都是并联输入，相比传统串联机器人的六个串联输入，减少了关节误差累计，精度比传统串联机器人高，因此无需高精密的减速器，所以，同样是六个自由度，却不必跟传统六自由度工业机器人一样，每个关节都必须配置一个高精密减速器，成本大大降低。成本大大降低。成本大大降低。

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度并串混联机器人


[0001]本技术涉及机器人
，具体涉及一种六自由度并串混联机器人。

技术介绍

[0002]传统的六自由度串联工业机器人一般由基座、腰部、大臂、小臂、腕部、手部组成，是用关节串联起来的开放式运动链，每个关节均需要由伺服电机、高精密减速器组成，每个关节均独立驱动。这种传统的搭积木式的机器人机构，是用连杆通过六个关节串联起来的，呈悬臂的机械结构布置，而且机器人输出末端存在各关节的累计误差，为了保证足够的精度和良好的刚性，各关节都必须是精密的，这样一来，需要很高的设计、制造与装配成本。
[0003]并联机器人在结构上，其动、静平台通过几条串联运动链连接，组成封闭的运动链，具有精度高，刚性好，承载能力强等优点，应用上，是串联机器人强有力的补充。并联机器人的运动单元是几条开放的空间运动支链，由于它本身结构精度高，并不像串联机器人那样需要高精密的伺服电机和精密减速器，因此成本较低。
[0004]申请号为CN201810068191.3的专利公开了一种串并混联机器人腿部构型、步行机器人及其运动方法，其结合了并联和串联两种机器人的优势。所述腿部构型包括静平台、动平台和串并混联机构；所述动平台包括腿部和足部，腿部与足部之间采用第一转动副连接，第一转动副上设置有第一转动驱动器；所述串并混联机构包括主动驱动支链和两个从动驱动支链。此类机器人的混联机构是由并联机构串接串联环节构成，其缺点是，串联环节的刚性不足，导致并联加串联组合而成的机器人腿部构型的整体刚度不足，其次串联环节的精度不足，从而影响了机器人整体的精度。因此，串联环节为了保证足够的刚度，为了保证应用实践需要，在设计制造时，对截面形状和尺寸，以及材料具有较高要求，同时为了保证串联环节的精度，对驱动装置和传动装置也有很高的要求，成本会大大增加。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种六自由度并串混联机器人。
[0006]为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种六自由度并串混联机器人，其特征在于：包括静平台、中间平台和运动平台，所述静平台和中间平台之间并联连接有三条底部运动支链，所述中间平台和运动平台之间并联连接有三条顶部运动支链；
[0007]所述底部运动支链包括底部球副、底部移动副和底部转动副，所述底部球副与中间平台连接，所述底部转动副与静平台连接，所述底部移动副与底部球副以及底部转动副均连接；
[0008]所述顶部运动支链包括顶部球副、顶部移动副和顶部转动副，所述顶部球副与运动平台连接，所述顶部转动副与中间平台连接，所述顶部移动副与顶部球副以及顶部转动副均连接；
[0009]所述底部移动副和顶部移动副均为驱动副。
[0010]进一步地；所述运动平台顶部设有操作手。
[0011]进一步地；所述底部球副包括固定在中间平台的第一球窝以及与第一球窝活动连接的第一球头；所述底部转动副包括固定在静平台上的第一支座，所述第一支座中间固定插接第一销轴；所述底部移动副包括第一丝杠、第一螺母、第一伺服电机和第一电机固定架，所述第一螺母一端通过连杆固定连接第一球头、另一端与第一丝杠螺纹连接，所述第一伺服电机固定在第一电机固定架上，所述第一伺服电机与第一丝杠通过第一齿轮组传动连接，所述第一电机固定架底部设有第一连接块，所述第一连接块转动套接第一销轴。
[0012]进一步地；所述第一丝杠两侧平行设有第一导向杆，所述第一导向杆下端固定连接第一电机固定架、上端穿过第一螺母，所述第一螺母可沿第一导向杆移动。
[0013]进一步地；所述顶部球副包括固定在运动平台的第二球窝以及与第二球窝活动连接的第二球头；所述顶部转动副包括固定在中间平台上的第二支座，所述第二支座中间固定插接第二销轴；所述顶部移动副包括第二丝杠、第二螺母、第二伺服电机和第二电机固定架，所述第二螺母一端通过连杆固定连接第二球头、另一端与第二丝杠螺纹连接，所述第二伺服电机固定在第二电机固定架上，所述第二伺服电机与第二丝杠通过第二齿轮组传动连接，所述第二电机固定架底部设有第二连接块，所述第二连接块转动套接第二销轴。
[0014]进一步地；所述第二丝杠两侧平行设有第二导向杆，所述第二导向杆下端固定连接第二电机固定架、上端穿过第二螺母，所述第二螺母可沿第二导向杆移动。
[0015]进一步地；所述中间平台下端面的三个第一球窝与上端面的三个第二支座均匀间隔分布，所述第一球窝中心与其邻近的第二支座中心的夹角α为60
°
。
[0016]进一步地；三个所述第一球窝的中心均匀分布在第二圆周上，三个所述第二支座的中心轴线均与第二圆周相切。
[0017]进一步地；所述运动平台下端面的三个第二球窝的中心均匀分布在第三圆周上。
[0018]进一步地；所述静平台上端面的三个第一支座的中心轴线与第一圆周相切，三个所述第一支座在静平台上均匀分布，所述第一圆周半径为R1，所述第二圆周半径为R2，所述第三圆周半径为R3，R1:R2:R3＝4:2:1。
[0019]本技术的有益效果：
[0020]1)本技术通过三条底部运动支链和三条顶部运动支链，组成上下两组位移量，每一组都是并联输入，相比传统串联机器人的六个串联输入，减少了关节误差累计，精度比传统串联机器人高，因此无需高精密的减速器，所以，同样是六个自由度，却不必跟传统六自由度工业机器人一样，每个关节都必须配置一个高精密减速器，成本大大降低。
[0021]2)本技术的伺服电机均配置在靠近平台的位置，相比传统的串联机器人的电机布置在每个关节处，极大的减少了惯性，动态性能好。
[0022]3)本技术的六自由度并串混联机器人采用运动支链并联的方式，通过合理的结构设计，相比串联机器人悬臂结构刚度较好，承载能力也较高。因此，可应用于搬运码垛，焊接生产线等生产领域，由于本技术具有灵活的调姿能力，还可以作为手臂或者腿部，构建双臂协作机器人或者四足机器人。
附图说明
[0023]图1是实施例1结构示意图；
[0024]图2是图1中A的放大示意图；
[0025]图3是图1中B的放大示意图；
[0026]图4是底部运动支链结构示意图；
[0027]图5是顶部运动支链结构示意图；
[0028]图6是静平台结构示意图；
[0029]图7是静平台主视图；
[0030]图8是中间平台主视图；
[0031]图9是运动平台结构示意图；
[0032]图10是运动平台后视图；
[0033]图11是实施例1使用参考图；
[0034]图12是实施例2结构示意图；
[0035]图13是实施例2使用参考图。
[0036]图中：1、静平台；1
‑
1、第一支座；1
‑
2、第一销轴；2、底部运动支链；2
‑
1、第一连接块；2
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2、第一大齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六自由度并串混联机器人，其特征在于：包括静平台、中间平台和运动平台，所述静平台和中间平台之间并联连接有三条底部运动支链，所述中间平台和运动平台之间并联连接有三条顶部运动支链；所述底部运动支链包括底部球副、底部移动副和底部转动副，所述底部球副与中间平台连接，所述底部转动副与静平台连接，所述底部移动副与底部球副以及底部转动副均连接；所述顶部运动支链包括顶部球副、顶部移动副和顶部转动副，所述顶部球副与运动平台连接，所述顶部转动副与中间平台连接，所述顶部移动副与顶部球副以及顶部转动副均连接；所述底部移动副和顶部移动副均为驱动副；所述底部球副包括固定在中间平台的第一球窝以及与第一球窝活动连接的第一球头；所述底部转动副包括固定在静平台上的第一支座，所述第一支座中间固定插接第一销轴；所述底部移动副包括第一丝杠、第一螺母、第一伺服电机和第一电机固定架，所述第一螺母一端通过连杆固定连接第一球头、另一端与第一丝杠螺纹连接，所述第一伺服电机固定在第一电机固定架上，所述第一伺服电机与第一丝杠通过第一齿轮组传动连接，所述第一电机固定架底部设有第一连接块，所述第一连接块转动套接第一销轴；所述顶部球副包括固定在运动平台的第二球窝以及与第二球窝活动连接的第二球头；所述顶部转动副包括固定在中间平台上的第二支座，所述第二支座中间固定插接第二销轴；所述顶部移动副包括第二丝杠、第二螺母、第二伺服电机和第二电机固定架...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，李峰，崔连涛，高杉，吴辉，王晖，胥新博，李玉京，荆坤，赵金栋，王昌盛，李文鑫，
申请(专利权)人：青岛职业技术学院，
类型：新型
国别省市：