4pss+1prpu型五自由度并聯機器人的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及機器人領域，特別s涉及一種并聯機器人。
【背景技術】
[0002]并聯機器人相對具有機構剛度大，承載能力強，末端質量輕，慣性小，位置誤差不累積等特點，應用上與串聯機器人優勢互補。多年來，六自由度并聯機構已成為構造多種并聯機器人/機床的主體機構。與六自由度并聯機器人/機床相比，五自由度并聯機器人/機床具有結構更簡單、驅動數少、更容易控制的優點，且滿足刀具法向加工自由曲面要求，故近年來備受專家們的關注。公開號為CN1258585的專利公開了正交五自由度五軸并聯虛擬軸機床;公開號為CN1462672公開了五自由度并聯解耦機構；公開號為CN1371786的專利公開含UPRP型約束分支五軸聯動并聯機床機構；公開號為CN101049692B的專利公開了由三自由度并聯機構與二自由度刀架混聯的五自由度混聯機器人;公開號為CN1546287B的專利公開了空間五自由度并聯機器人和一種冗余驅動五自由度并聯機床;2002年Tsai和方躍法設計一種過約束五自由度并聯機構，公開號為CN100427276C的專利公開了3移2轉五自由度并聯機構，用機座上三個平行導軌提供5個移動驅動支撐。2009-2012年路懿等提出含雙復合等效球副五自由度并聯機器人，含雙復合驅動分支三腿五自由度并聯機構和含中間UPU型被動約束分支5SPS+UPU型五自由度并聯機構；公開號為CN101623866B的專利公開了五自由度雙重驅動并聯機構;2011年Gosselin等提出一種全對稱具有3轉2移運動的5-RPUR型五自由度并聯機構。上述五自由度并聯機構各具特色。在確保五自由度并聯機器人優勢前提下，如何進一步簡化結構，增大動平臺位置工作空間和靈巧度，是機器人研究領域專家們不懈努力的方向。目前對其研究逐步從試驗研究轉入到實際應用，已成為機器人和高端裝備制造領域研究熱點的和前沿。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種高剛度、承載力大、工作空間大、結構簡單，運動精度高、控制容易的4PSS+1PRPU型五自由度并聯機器人。
[0004]本發明包括機座、動平臺以及連接機座和動平臺的4個相同的PSS型分支和1個PRPU型分支，其中，機座上設有3條相互平行的直線導軌，動平臺上設有4個圓周均布的球支座和1個中心孔;4個PSS型分支中的直桿的一端通過球鉸與移動驅動器聯接，該直桿的另一端分別通過球鉸與動平臺上的球副支座聯接，上述移動驅動器兩兩一組分別與設在機座的兩側直線導軌移動聯接;PRPU型分支中的活塞桿一端通過銷軸與中間移動驅動器轉動聯接，中間移動驅動器與設在機座的中間直線導軌移動聯接，活塞桿與活塞缸滑動聯接，活塞缸一端通過銷軸與設在動平臺中心孔內的圓柱下端轉動聯接。
[0005]本發明與現有技術相比具有如下優點:
[0006]1、結構對稱、簡單，簡化了總體結構。
[0007]2、所有移動驅動器都安裝在機座上，避免其振動影響運動精度。
[0008]3、每個PSS分支承載力大、受力好、通用性互換性好。
[0009]4、PRRU型移動驅動分支能有效增大位置工作空間和靈活工作空間，避免工作空間內的奇異。
[0010]5、由于動平臺位置和姿態工作空間大，靈活性好，承載能力高和容易控制，在高端數控制造及重型并聯裝備、航空航天模擬及探測裝備、軍事裝備、生物醫療及仿生操作裝置、多維力傳感器、微納米操作裝置、人體康復裝置及相應領域都有廣泛應用前景。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本發明的立體示意簡圖。
[0012]圖中:1_機座、2-動平臺、3-移動驅動器、4-直桿、5-中間移動驅動器、6-活塞桿、7-活塞缸、8_銷軸。
【具體實施方式】
[0013]在圖1所示的4PSS+1PRPU型五自由度并聯機器人示意圖中，機座1上設有3條平行的直線導軌，動平臺2上設有4個圓周均布的球副支座;4個結構相同的PSS型分支中的直桿的一端通過球鉸與移動驅動器3連接，該直桿的另一端分別通過球鉸與動平臺上的球副支座聯接，上述移動驅動器兩兩一組分別與設在機座的兩側直線導軌移動聯接;PRPU型分支中的活塞桿6—端設有水平孔，該水平孔與設在機座的中間直線導軌上的中間移動驅動器5上的水平孔通過銷軸轉動連接，活塞桿與活塞缸滑動聯接，活塞缸7—端也設有水平孔，該水平孔通過銷軸8與圓柱上的水平孔轉動聯接，該圓柱與動平臺的中心孔轉動聯接。
【主權項】
1.一種4PSS+1PRPU型五自由度并聯機器人，它包括機座、動平臺以及連接機座和動平臺的4個相同的PSS型分支和1個PRPU型分支，其特征在于:機座上設有3條相互平行的直線導軌，動平臺上設有4個圓周均布的球支座和1個中心孔。2.根據權利要求1所述4PSS+1PRPU型五自由度并聯機器人，其特征在于:所述PSS型分支中的直桿的一端通過球鉸與移動驅動器聯接，該直桿的另一端通過球鉸與動平臺上的球副支座聯接，上述移動驅動器兩兩一組分別與設在機座的兩側直線導軌移動聯接。3.根據權利要求1所述4PSS+1PRPU型五自由度并聯機器人，其特征在于:所述PRPU型分支中的活塞桿一端通過銷軸與中間移動驅動器轉動聯接，該中間移動驅動器與設在機座的中間直線導軌移動聯接，活塞桿與活塞缸滑動聯接，活塞缸一端通過銷軸與設在動平臺中心孔內的圓柱下端轉動聯接。
【專利摘要】一種4PSS+1PRPU型五自由度并聯機器人，它包括機座、動平臺以及聯接機座和動平臺的4個相同的PSS型分支和1個PRPU型分支，其中，機座上設有3條相互平行的直線導軌，動平臺上設有4個圓周均布的球支座和1個中心孔；4個PSS型分支中的直桿的一端分別與移動驅動器球副聯接，該直桿的另一端分別與動平臺上的球副支座聯接，上述移動驅動器兩兩一組分別設在機座的兩側直線導軌上；PRPU型分支中的活塞桿一端與設在機座的中間直線導軌上的移動驅動器轉動聯接，活塞缸一端與設在動平臺中心孔內的圓柱下端轉動聯接。本發明結構簡單，動平臺位置和姿態工作空間大，靈活性好，承載能力高和容易控制，在機器人和高端數控制造裝備領域具有廣泛應用前景。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105437217
【申請號】CN201511009571
【發明人】路懿, 于晶晶, 葉妮佳, 路揚
【申請人】燕山大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月29日