一種高精度高負載型六足並聯機器人的製作方法
2023-05-26 01:40:21 1
一種高精度高負載型六足並聯機器人的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種高精度高負載型六足並聯機器人，包括：上平臺、下座板、並聯連接於上平臺與下座板之間的多個運動鏈，每個運動鏈上端通過球形鉸鏈與上平臺活動連接，每個運動鏈下端通過球形鉸鏈與下座板活動連接；還包括連接於上平臺和下座板中間的氣缸，氣缸上端通過球形鉸鏈與上平臺連接，氣缸下端通過球形鉸鏈與下座板連接。本發明增加的氣缸大大增強六足並聯機器人的負載能力，減輕運動鏈承受的載荷。使運動鏈能夠採用精度更高的電缸模組，提高了負載能力的同時，也提高了定位精度。並且保證了並聯機器人的運動自由度和運動速度。
【專利說明】一種高精度高負載型六足並聯機器人
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業自動化領域，具體涉及一種高精度高負載型六足並聯機器人。
【背景技術】
[0002]工業機器人是工業自動化領域中常用的自動化設備。其中，並聯機器人具有結構簡單、運動自由度高的特點，在各種工具機以及實驗設備中應用廣泛。
[0003]現有技術中的並聯機器人，採用氣動元件或液動元件驅動，定位精度低。如果採用絲槓驅動以提聞精度，負載能力又會大大降低。同時具有聞精度定位和大負載能力的並聯運動定位機器人，不僅需要大功率電機，絲槓也要承受很大的載荷。定位精度越高，絲槓的螺紋就要越細密，負載能力也隨之下降，載荷過大，絲槓就會出現故障。隨著高精密產業的發展，對於並聯運動定位機器人提出了更高的要求，急需能夠具有高精度、高剛度、高負載、高速度、多自由度等特點的定位機器人。
[0004]不難看出，現有技術還存在一定的缺陷。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種高精度高負載型六足並聯機器人，增加的氣缸大大增強六足並聯機器人的負載能力，減輕運動鏈承受的載荷。使運動鏈能夠採用精度更高的電缸模組，提高了負載能力的同時，也提高了定位精度。並且保證了並聯機器人的運動自由度和運動速度。
[0006]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
[0007]一種高精度高負載型六足並聯機器人，包括:上平臺、下座板、並聯連接於上平臺與下座板之間的多個運動鏈，每個運動鏈上端通過球形鉸鏈與上平臺活動連接，每個運動鏈下端通過球形鉸鏈與下座板活動連接；還包括連接於上平臺和下座板中間的氣缸，氣缸上端通過球形鉸鏈與上平臺連接，氣缸下端通過球形鉸鏈與下座板連接。
[0008]進一步的，所述運動鏈包括:電缸模組和連接杆；電缸模組具有一個可伸縮的活動端，連接杆與電缸模組的活動端連接。
[0009]進一步的，所述上平臺上設有端面法蘭。
[0010]進一步的，所述運動鏈為六個。
[0011]進一步的，所述六個運動鏈滿足以下定位關係:
[0012]I)與上平臺連接的六個球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設置的兩個球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設置在圓周的三等分分角線上；
[0013]2)與下座板連接的六個球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設置的兩個球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設置在圓周的三等分分角線上；
[0014]3)與上平臺連接的三組球形鉸鏈以及與下座板連接的三組球形鉸鏈，均勻交錯設置在圓周的六等分分角線上。
[0015]本發明所提供的一種高精度高負載型六足並聯機器人，通過氣缸幫助承重，使六足並聯機器人的承重能力大大提升。同時，減輕了運動鏈的承重負擔，從而能夠採用高精度的電缸模組，提升六足並聯機器人的定位精度。同時也保證了並聯機器人的運動自由度和運動速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發明實施例提供的一種高精度高負載型六足並聯機器人的整體結構示意圖。
[0018]附圖標記說明:
[0019]1、端面法蘭 2、上平臺
[0020]3、連接杆 4、氣缸
[0021]5、運動鏈 6、下座板
【具體實施方式】
[0022]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例和附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0023]實施例
[0024]請參閱圖1，一種高精度高負載型六足並聯機器人，包括:上平臺2、下座板6、並聯連接於上平臺2與下座板6之間的多個運動鏈5，每個運動鏈5上端通過球形鉸鏈與上平臺2活動連接,每個運動鏈5下端通過球形鉸鏈與下座板6活動連接；還包括連接於上平臺2和下座板6中間的氣缸4，氣缸4上端通過球形鉸鏈與上平臺2連接，氣缸4下端通過球形鉸鏈與下座板6連接。
[0025]作為改進，氣缸4的上端連接於上平臺2的底部重心處，氣缸4的下端連接於下座板6的頂部重心處。
[0026]本發明在現有的並聯機器人的基礎上新增了氣缸4，氣缸4對並聯機器人起到重要的承重作用。
[0027]現有技術中的並聯機器人，缺乏氣缸4，承重能力單純地通過運動鏈5自身保證，因而運動鏈5採用精度較低的絲杆，同時採用大功率大體積的伺服電機驅動。不但使並聯機器人的運動精度降低，而且使體積增大，結構累贅。而同時具備高負載和高精度的並聯機器人，定位精度越高，絲槓的螺紋就要越細密，受絲槓的螺紋工藝和電機的制約，負載能力也隨之下降。載荷過大時，絲槓甚至會出現故障，損壞並聯機器人。
[0028]而本發明新增的氣缸4則大大增強了並聯機器人的負載能力。在氣缸4的承重作用下，運動鏈5的負載大為減輕，即使運動鏈5採用負載能力較低、高精度的電缸模組，並聯機器人的整體負載能力依然得到保障。由此，使並聯機器人同時具備高精度和高負載的優點，且結構簡單，體積細小，動作靈敏迅速。
[0029]所述運動鏈5包括:電缸模組和連接杆3 ；電缸模組具有一個可伸縮的活動端，連接杆3與電缸模組的活動端連接。
[0030]運動鏈5是帶動並聯機器人運動的重要部件，是運動自由度的重要保證。通過並聯控制驅動的運動鏈5的伸縮運動，並聯機器人能實現多個自由度的運動。如果只為單純地實現並聯機器人的運動，運動鏈5可採用氣動元件或液動元件等具有伸縮運動能力的設備。但為了提高並聯機器人的運動精度，在本實施例中，作為優選，運動鏈5採用高精度的電缸模組與連接杆3連接組成。電缸模組不但精度高，而且容易控制，工作平穩可靠，剛性高，速度快。在氣缸4的承重作用下，運動鏈5的負擔代為減輕，即使採用高精度的電缸模組，負載能力依然得到保障。採用上述結構的並聯機器人，位移重複定位精度小於10 μ m。
[0031]作為優選，在本實施例中，所述運動鏈5為六個。所述六個運動鏈5滿足以下定位關係:
[0032]I)與上平臺2連接的六個球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設置的兩個球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設置在圓周的三等分分角線上；
[0033]2)與下座板6連接的六個球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設置的兩個球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設置在圓周的三等分分角線上；
[0034]3)與上平臺2連接的三組球形鉸鏈以及與下座板6連接的三組球形鉸鏈，均勻交錯設置在圓周的六等分分角線上。
[0035]並聯機器人的運動自由度與其運動鏈5數量有關。在實際情況當中，如果並聯機器人只需要較低的運動自由度，運動鏈5的數量可減少至二至五個。而具有六個運動鏈5的並聯機器人，能實現橫向、縱向和豎直三軸上的線性移動，並同時能繞橫向、縱向和豎直三軸作旋轉運動，具備六個運動自由度。通過編程並聯控制電缸模組達到協同運動，即可實現並聯機器人六自由度的自由運動。
[0036]所述上平臺2上設有端面法蘭I。為了使並聯機器人能夠與外部設備兼容，與外部設備協同工作，就需要對並聯機器人增加連結結構。端面法蘭I用於將外部設備安裝於上平臺2之上。
[0037]本發明所提供的一種聞精度聞負載型TK足並聯機器人，在現有技術的基礎上新增了氣缸4以進行承重，使並聯機器人的負載能力大大提升，同時減輕了運動鏈5所承受的載荷。由此，使運動鏈5能夠採用高精度電缸模組組成，使本發明同時具備高精度和高負載的優點。同時，本發明結構簡單，體積輕巧，易於控制，具有高剛度，運動自由度高，運動速度迅速等優點，可用於飛行器|旲擬器、固定空間內的聞精度定位、聞速聞精度糹先床等。
[0038]以上所述實施例僅表達了本發明的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種高精度高負載型六足並聯機器人，包括:上平臺、下座板、並聯連接於上平臺與下座板之間的多個運動鏈，每個運動鏈上端通過球形鉸鏈與上平臺活動連接，每個運動鏈下端通過球形鉸鏈與下座板活動連接；其特徵在於:還包括連接於上平臺和下座板中間的氣缸，氣缸上端通過球形鉸鏈與上平臺連接，氣缸下端通過球形鉸鏈與下座板連接。
2.根據權利要求1所述的高精度高負載型六足並聯機器人，其特徵在於，所述運動鏈包括:電缸模組和連接杆；電缸模組具有一個可伸縮的活動端，連接杆與電缸模組的活動端連接。
3.根據權利要求1所述的高精度高負載型六足並聯機器人，其特徵在於:所述上平臺上設有端面法蘭。
4.根據權利要求1所述的高精度高負載型六足並聯機器人，其特徵在於:所述運動鏈為六個。
5.根據權利要求4所述的高精度高負載型六足並聯機器人，其特徵在於，所述六個運動鏈滿足以下定位關係: 1)與上平臺連接的六個球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設置的兩個球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設置在圓周的三等分分角線上； 2)與下座板連接的六個球形鉸鏈分為三組，每組包括相鄰設置的兩個球形鉸鏈，該三組球形鉸鏈分別均布設置在圓周的三等分分角線上； 3)與上平臺連接的三組球形鉸鏈以及與下座板連接的三組球形鉸鏈，均勻交錯設置在圓周的六等分分角線上。
【文檔編號】B25J9/00GK103753520SQ201410022367
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月17日 優先權日:2014年1月17日
【發明者】申東翼, 邵明磊, 王衛軍, 顧星, 林寧, 謝佔功 申請人:廣州中國科學院先進技術研究所