一种六自由度并联微动机器人制造技术

一种六自由度并联微动机器人，包括基座、运动平台和连接二者的六条结构相同的运动支链。所述六条运动支链分为三组，每组两条，分别沿空间三个相互垂直的方向布置，且三组支路的对称中面相互垂直。所述运动支链由平行板柔性移动副、压电陶瓷微位移驱动器、两端分别带有柔性转动铰链的连杆、一端带有柔性转动铰链的推杆及两端分别带有柔性球铰的支柱组成。本实用新型专利技术具有结构紧凑，微位移解耦，算法简单和工作空间大的优点，能实现无摩擦、无间隙、无滞后和高分辨率的六个自由度的微运动，可广泛应用于机械工程、电子封装、精细化工、光纤对接、生物和遗传工程等精细操作与加工领域。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微动机器人领域，特别是涉及ー种六自由度并联微动机器人。
技术介绍
并联微动机器人运动精细、分辨率高，具有亚微米至纳米级的定位精度，在精密加エ、电子封装、精细化工、光纤对接、生物和遗传工程、材料科学、毫微平面印刷和航空航天等领域具有广阔的应用前景。哈尔滨エ业大学研制了一台基于Stewart平台变异结构的六自由度并联微动机器人，北京航空航天大学研制了一台基于DELTA机构的并联微动机器人，澳门大学提出了一种正交结构的三自由度并联微动机器人，燕山大学研制了并联六自由度机器人误差补偿器，河北エ业大学研制了正交解耦结构六自由度并联微动机器人，这 些研究成果存在的主要问题是有的位移解耦性差，有的结构复杂、加工困难，有的标定困难，有的工作空间太小。
技术实现思路
本技术目的在于提供ー种六自由度微动机器人，这种微动机器人具有结构紧凑，微位移解耦，算法简单和工作空间大的优点，能实现无摩擦、无间隙、无滞后和高分辨率的六个自由度的微运动。本技术是所采用的技术方案是这种各向同性的六自由度并联微动机器人由基座、运动平台和连接二者的六条结构相同的运动支链组成。所述运动支链由平行板柔性移动副、压电陶瓷微位移驱动器、两端分别带有柔性转动铰链的连杆、一端带有柔性转动铰链的推杆及两端分别带有柔性球铰的支柱组成。其中，平行板柔性移动副为框架结构，压电陶瓷微位移驱动器安放在平行板柔性移动副框架结构的中部，连杆的一端通过柔性转动铰链与平行板柔性移动副连接，连杆的另一端通过另ー柔性转动铰链与推杆的侧面连接，推杆的一端通过柔性转动铰链与基座连接，另一端通过柔性球铰与支柱连接，支柱的另一端通过柔性球铰与运动平台连接，推杆起到杠杆的作用，放大了压电陶瓷微位移驱动器的输出位移。所述六条运动支链分为三组，每组两条，分别沿空间三个相互垂直的方向布置，且三组支路的对称中面相互垂直。通过六个压电陶瓷微位移驱动器驱动对应的平行板柔性移动副，可实现微动机器人运动平台无摩擦、无间隙、无滞后和高分辨率的六个自由度的微运动。微动机器人本体是由ー块钢还一次加工成型的非组装件。附图说明图I是六自由度并联微动机器人结构图；图2是运动支链结构图。在图I、图2中，I.基座，2.运动平台，3.运动支链，4.平行板柔性移动副，5.压电陶瓷微位移驱动器，6、7、9.柔性转动铰链，8.连杆，10.推杆，11、12.柔性球铰，13.支柱。具体实施方式图I和图2是本技术公开的ー个实施例，这种六自由度并联微动机器人由基座I、运动平台2和连接二者的六条结构相同的运动支链3组成。所述运动支链3由平行板柔性移动副4、压电陶瓷微位移驱动器5、两端分别带有柔性转动铰链(6、7)的连杆8、一端带有柔性转动铰链9的推杆10及两端分别带有柔性球铰(11、12)的支柱13组成。其中，平行板柔性移动副4为框架结构，压电陶瓷微位移驱动器5安放在平行板柔性移动副框架结构的中部，连杆8的一端通过柔性转动铰链6与平行板柔性移动副4连接，另一端通过柔性转动铰链7与推杆10的侧面连接，推杆10的一端通过柔性转动铰链9与基座I连接，另一端通过柔性球铰11与支柱连接，支柱的另一端通过柔性球铰12与运动平台2连接。推杆10起到杠杆的作用，放大了压电陶瓷微位移驱动器5的输出位移。所述六条运动支链3分为三組，每组两条，分别沿空间三个相互垂直的方向布置，且三组支路的对称中面相互垂直。通过六个压电陶瓷微位移驱动器驱动对应的平行板柔性移动副，可实现微动机器人运动平台六个自由度的微动。这种微动机器人的本体是由ー块钢坯一次加工成型的非组装件，具有结构紧凑，微位移解耦，算法简单和工作空间大的优点，能实现无摩擦、无间隙、无滞后和高分辨率的六个自由度的微运动，可广泛应用于精密加工、电子封装、精细化工、光纤对接、生物和遗传工程、材料科学、毫微平面印刷和航空航天等精细操作与加工领域。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种六自由度并联微动机器人，包括基座(I)、运动平台(2)和连接二者的六条结构相同的运动支链(3)，所述运动支链由平行板柔性移动副(4)、压电陶瓷微位移驱动器(5)、两端分别带有柔性转动铰链(6、7 )的连杆(8 )、一端带有柔性转动铰链(9 )的推杆(10 )及两端分别带有柔性球铰(11、12)的支柱(13)组成，其特征是连杆(8)的一端通过柔性转动铰链(6)与平行板柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：金振林，张旭辉，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：实用新型
国别省市：