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四自由度并联机械臂制造技术

技术编号:911095 阅读:203 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种四自由度并联机械臂,其特征是:基座(1)和腕(5)由运动支链(2)、(3)和(4)相联;直线电机(8)和(9)及导轨(10)都安装在基座(1)上,移动滑块(11)和(12)分别与对应直线电机(8)和(9)的推杆的一端固连,移动滑块(11)和(12)通过两个转动副铰链分别与推杆(19)的一端和定长杆(13)的一端相连,定长杆(13)的另一端通过虎克铰与腕(5)相连;运动支链(3)和(4)对称地布置在运动支链(2)的两侧,直线电机(6)和(7)及导轨(21)和(20)都安装在基座(1)上,移动滑块(18)和(17)分别与对应直线电机(6)和(7)的推杆的一端固连,定长杆(16)和(14)分别通过两个虎克铰与腕(5)相连。通过直线电机(6)、(7)、(8)和(9)分别对各移动滑块的驱动,可实现腕(5)的两个自由度的直线移动和两个自由度的转动。本发明专利技术具有结构紧凑、刚度高、承载能力强、惯性小和运动解耦性好等优点,在汽车、造船和航空等现代工业等领域中具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
四自由度并联机械臂
本专利技术涉及工业机器人领域,特别是涉及一种四自由度并联机械臂。
技术介绍
随着汽车、造船和航空等先进工业技术的不断发展,人们越来越认识到机械臂的重要性,目前,机械臂多采用串联结构,如北京航空航天大学研制的四自由度自动机械臂,哈尔滨工业大学博实精密测控有限责任公司研制的四自由度串联型教学机器人,等等。但这种串联机械臂,多数存在结构复杂、刚度差和惯性大等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种四自由度并联机械臂,该机械臂具有结构简单、刚度高、承载能力强和运动解耦等优点,可适用于汽车、造船和航空等现代工业领域。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:基座1和腕5由运动支链2、3和4相联,其中,运动支链2包括两个直线电机8和9、导轨10、移动滑块11和12、定长杆13、支撑杆15、推杆19等部分。直线电机8和9及导轨10均安装在基座1上,移动滑块11和12分别与对应直线电机的推杆的一端固连,移动滑块11和12通过两个转动副铰链分别与推杆19的一端和定长杆13的一端相连,推杆19的另一端通过转动副铰链与支撑杆15的一端相连,支撑杆15的另一端通过转动副铰链与定长杆13相连,并且,连接15和13的转动副铰链的中心位置与连接12和13的转动副铰链的中心位置不重合,定长杆13的另一端通过虎克铰与腕5相连。运动支链3和4相同,运动支链3和4分别包括直线电机6和7、导轨21和20、移动滑块18和17、定长杆16和14等部分。直线电机6和7及导轨21和20均安装在基座1上,移动滑块18和17分别与对应直线电机的推杆的一端固连,移动滑块18和17分别通过两个球铰与定长杆16和14相连,定长杆16和14分别通过两个虎克铰与腕5相连,并且,连接腕5-->与定长杆13、14和16的三个虎克铰的中心不共线。运动支链3和4布置在运动支链2的两侧。该机械臂通过直线电机6、7、8和9分别对各移动滑块的驱动,可实现腕5的两个自由度的直线移动和两个自由度的转动。本专利技术的有益效果是:该机械臂具有结构紧凑、刚度高、承载能力强、惯性小和运动解耦性好等优点,适合于工业操作等领域,可完成一些较复杂的工业操作。附图说明图1为四自由度并联机械臂的结构图;图2为四自由度并联机械臂的立体图。在图1、图2中,1.基座,2、3和4.运动支链,5.腕,6、7、8和9.直线电机,10、20和21.导轨,11、12、17和18.移动滑块,13、14和16.定长杆,15.支撑杆,19.推杆。具体实施方式图1是本专利技术公开的一个实施例,这种四自由度并联机械臂包括基座1、腕5和连接于两者之间的运动支链2、3和4等。其中,运动支链2包括两个直线电机8和9、导轨10、移动滑块11和12、定长杆13、支撑杆15、推杆19等部分。直线电机8和9及导轨10均安装在基座1上,移动滑块11和12分别与对应直线电机的推杆的一端固连,也就是说,在各直线电机的驱动下,移动滑块11和12可分别在导轨10上(分别为外侧和内侧)滑动,移动滑块11和12通过两个转动副铰链分别与推杆19的一端和定长杆13的一端相连,推杆19的另一端通过转动副铰链与支撑杆15的一端相连,支撑杆15的另一端通过转动副铰链与定长杆13相连,并且,连接15和13的转动副铰链的中心位置与连接12和13的转动副铰链的中心位置不重合,定长杆13的另一端通过虎克铰与腕5相连。运动支链3和4相同,运动支链3和4分别包括直线电机6和7、导轨21和20、移动滑块17和15、定长杆16和14等部分。直线电机6和7及导轨21和20均安装在基座1上,移动滑块18和17分别与对应直线电机的推杆的一端固连,也就是说,在直线电机6和7的驱动下,移动滑块18和17可分别在导轨21和20上滑-->动,移动滑块18和17分别通过两个球铰与定长杆16和14相连,定长杆16和14分别通过两个虎克铰与腕5相连,并且,连接腕5与定长杆13、14和16的三个虎克铰的中心不共线。运动支链3和4布置在运动支链2的两侧。该机械臂通过直线电机6、7、8和9分别对各移动滑块的驱动,可实现腕5的两个自由度的直线移动和两个自由度的转动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四自由度并联机械臂,包括基座(1)、腕(5)、运动支链(2、3、4)、直线电机(6、7、8、9),导轨(10、20、21),移动滑块(11、12、17、18),定长杆(13、14、16),支撑杆(15)和推杆(19)组成,其特征是:基座(1)和腕(5)由运动支链(2)、(3)和(4)相联;运动支链(2)中,直线电机(8)和(9)及导轨(10)都安装在基座(1)上,移动滑块(11)和(12)分别与对应直线电机(8)和(9)的推杆的一端固连,移动滑块(11)和(12)通过两个转动副铰链分别与推杆(19)的一端和定长杆(13)的一端相连,推动杆(19)的另一端通过转动副铰链与支撑杆(15)的一端相连,支撑杆(15)的另一端通过转动副铰链与定长杆(13)相连,定长杆(13)的另一端通过虎克铰与腕(5)相连;运动支链(3)和(4)的结构相同,它们对称地布置在运动支链(2)的两侧,直线电机(6)和(7)及导轨(21)和(20)都安装在基座(1)上,移动滑块(18)和(17)分别与对应直线电机(6)和(7)的推杆的一端固连,移动滑块(18)和(17)分别通过两个球铰与定长杆(16)和(14)相连,定长杆(16)和(14)分别通过两个虎克铰与腕(5)相联。...

【技术特征摘要】
1.一种四自由度并联机械臂,包括基座(1)、腕(5)、运动支链(2、3、4)、直线电机(6、7、8、9),导轨(10、20、21),移动滑块(11、12、17、18),定长杆(13、14、16),支撑杆(15)和推杆(19)组成,其特征是:基座(1)和腕(5)由运动支链(2)、(3)和(4)相联;运动支链(2)中,直线电机(8)和(9)及导轨(10)都安装在基座(1)上,移动滑块(11)和(12)分别与对应直线电机(8)和(9)的推杆的一端固连,移动滑块(11)和(12)通过两个转动副铰链分别与推杆(19)的一端和定长杆(13)的一端相连,推动杆(19)的另一端通过转动副铰链与支撑杆(15)的一端相连,支撑杆(15)的另一端通过转动副铰链与定长杆(13)相连,定长杆(13)的另...

【专利技术属性】
技术研发人员:金振林李研彪
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:13[中国|河北]

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