高剛度高精度五坐標並聯動力頭的製作方法
2023-06-14 22:10:01 1
專利名稱：高剛度高精度五坐標並聯動力頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機器人，特別是涉及一種可實現五自由度作業功能的空間並聯機器人。
背景技術：
根據專利US4732525、ZL200510015095. 5可知，現有的多坐標機械手，其實現形式一般為少自由度並聯機構輔以定位頭的混聯結構形式。其中，少自由度並聯機構通過調節安裝在主動支鏈上的伺服電機實現機構動平臺的位置定位，定位頭通過調節安裝在雙擺頭上的伺服電機實現末端執行器的姿態定位。現有的五自由度並聯機械手即為兩轉一平並聯機構輔以A/C雙擺頭的混聯結構，此類機械手的不足為A/C雙擺頭安裝伺服電機、減速器 等設備，重量過大，影響機構的快進能力及動態性能；機構的承載能力完全由少自由度並聯機構的支鏈承擔，承載能力較差，不利於追求機構的高剛度/質量比。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種快進能力及動態性能好、剛度/質量比大、定位精度與重複定位精度高、具有優勢進給方向的高剛度高精度五坐標並聯動力頭。本發明的高剛度高精度五坐標並聯動力頭，包括固定架，所述固定架的中央有一中央開孔，在所述的中央開孔內連接具有兩迴轉自由度的第一鉸鏈，所述第一鉸鏈包括外圈和內圈,所述外圈通過外圈轉軸與中央開孔內壁轉動相連,所述內圈通過內圈轉軸與所述外圈轉動相連，所述外圈轉軸與內圈轉軸軸線具有夾角，一個從動支鏈通過具有一個移動自由度的第二鉸鏈與所述第一鉸鏈內圈沿從動支鏈軸線方向相滑移連接，所述第一主動支鏈作為第一運動鏈，第二、第三主動支鏈作為第二運動鏈，第四、第五主動支鏈作為第三運動鏈，所述第一、第二、第三、第四、第五主動支鏈分別通過第三、第四、第五、第六、第七鉸鏈與所述固定架相連，第一主動支鏈位於設置在固定架第一開孔的第三鉸鏈內，第二和第三主動支鏈分別位於設置在固定架第二開孔內的第四、第五鉸鏈內，第四和第五主動支鏈分別位於設置在固定架第三開孔內的第六、第七鉸鏈內，所述第三、第四、第五、第六、第七鉸鏈包括鉸鏈圈，所述的鉸鏈圈通過鉸鏈圈轉軸與固定架轉動相連，所述第一、第二、第三、第四、第五主動支鏈均包括外管，所述的外管通過外管轉軸與所述的鉸鏈圈轉動相連，所述的鉸鏈圈轉軸與外管轉軸具有夾角，在所述的外管內插裝有內管，所述外管與內管間通過第二導軌滑塊結構相連，所述的內管在驅動裝置的驅動下能夠沿外管軸線方向移動；在所述固定架的下方設置有一個動平臺，所述的動平臺包括第一平臺與第二平臺，所述第一平臺與第二平臺通過軸承轉動相連，所述從動支鏈的下端與所述第一平臺頂壁固定連接，所述第一主動支鏈內管下端通過第八鉸鏈與第一平臺轉動連接，所述第八鉸鏈具有三個轉動自由度，所述第二、第三主動支鏈的內管下端分別與具有一個迴轉自由度的第九、第十鉸鏈轉動相連，所述第九、第十鉸鏈分別與第一十字軸、第二十字軸的一個轉軸轉動相連，所述第一十字軸、第二十字軸的另ー轉軸分別與第一擺軸同軸線轉動相連，所述第一擺軸與第一鉸鏈軸固定連接，所述第一擺軸的軸線與所述第一鉸鏈軸的軸線互相垂直，所述第一鉸鏈軸與固定連接於第一平臺的第一鉸鏈座轉動連接，所述第四、第五主動支鏈內管下端與具有一個迴轉自由度的第十一、第十二鉸鏈轉動相連，所述第十一、第十二鉸鏈分別與第三十字軸、第四十字軸的ー個轉軸轉動相連，所述第三、第四十字軸的另ー轉軸分別與第二擺軸同軸線轉動相連，所述第二擺軸與第二鉸鏈軸固定連接，所述第二擺軸的軸線與第二鉸鏈軸的軸線相互垂直，所述第二鉸鏈軸與固定連接於第一平臺的第二鉸鏈座轉動連接，所述第一平臺內通過軸承轉動連接第一、第二轉軸，所述第一、第二轉軸沿從動支鏈軸線方向設置，所述第一、第二鉸鏈軸的一端各自與設置在第一平臺內的一個主動錐齒輪相連，每ー個所述的主動錐齒輪分別與設置在第一平臺內的一個從動錐齒輪相嚙合配合，連接第一從動錐齒輪的第一轉軸下端通過鍵連接有第一主動帶輪，所述的第一主動帶輪與安裝在第三轉軸上的第一從動帶輪通過皮帶相連，所述第三轉軸固定連接在第二平臺上，連接所述第二從動錐齒輪的第二轉軸上通過鍵連接第二主動帶輪，第二主動帶輪與安裝在第四轉軸上的第二從動帶輪通過皮帶相連，在所述的第四轉軸下端連接有第三主動錐齒輪，所述的第四轉軸與第二平臺轉動相連，所述的第三主動錐齒輪與通過軸承架設在第二平臺的第五轉軸上的第三從動錐齒輪相嚙合配合，所述的第一、第二、第三、第四轉軸軸線相互平行並且與所述的第五轉軸彼此垂直設置。 本發明的高剛度高精度五坐標並聯動カ頭有益效果在於機構既能實現一平動兩轉動的定位運動，又能實現繞A/C軸的姿態調整，有效減少定位頭質量，實現模塊化結構設計。運動鏈採用雙主動支鏈形式可加大機構整體剛度，使機構具有良好動態性能、提高定位精度與重複定位精度。
圖I是本發明的高剛度高精度五坐標並聯動カ頭的結構示意圖；圖2是圖I所示並聯動カ頭的俯視圖；圖3是圖I所示並聯動力頭的主動支鏈的結構示意圖；圖4是圖I所示並聯動力頭的動平臺外觀圖；圖5是圖I所示並聯動力頭的第四、第五主動支鏈與動平臺連接部件結構圖；圖6是圖4所示並聯動力頭的動平臺剖開後的內部結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作以詳細描述。如附圖所示的高剛度高精度五坐標並聯動カ頭，由固定架1，第一、第二、第三、第四、第五主動支鏈2、3、4、5、6，從動支鏈7，動平臺8構成。所述固定架I的中央有一中央開孔，中央開孔內連接具有兩迴轉自由度的第一鉸鏈9，所述第一鉸鏈9包括外圈和內圏，所述外圈通過外圈轉軸與中央開孔內壁轉動相連，所述內圈通過內圈轉軸與所述外圈轉動相連，所述外圈轉軸與內圈轉軸軸線不共線，所述第一鉸鏈9也可採用具有相同運動功能的其他結構形式。所述從動支鏈7通過具有一個移動自由度的第二鉸鏈10與所述第一鉸鏈9內圈連接，所述第二鉸鏈10可採用滑塊導軌結構，即在所述內圈上固定安裝第一滑塊，與固接於從動支鏈的第一導軌相滑動配合，實現沿從動支鏈軸線方向的滑移，所述第二鉸鏈10也可採用其他具有相同運動功能的結構形式。所述第一主動支鏈2作為第一運動鏈，第二、第三主動支鏈3、4作為第二運動鏈，第四、第五主動支鏈5、6作為第三運動鏈。作為優選方式，所述第一、第二、第三運動鏈相對於從動支鏈圓周對稱放置，相互之間的相位為120°，所述對稱結構可提高機構整體剛度。所述第一、第二、第三、第四、第五主動支鏈
2、3、4、5、6分別通過第三、第四、第五、第六、第七鉸鏈11、12、13、14、15與所述固定架I相連，第一主動支鏈2位於設置在固定架第一開孔的第三鉸鏈11內，第二和第三主動支鏈3、4分別位於設置在固定架第二開孔內的第四、第五鉸鏈12、13內，第四和第五主動支鏈5、6分別位於設置在固定架第三開孔內的第六、第七鉸鏈14、15內，所述第三、第四、第五、第六鉸鏈11、12、13、14、15具有兩轉動自由度，所述第三、第四、第五、第六、第七鉸鏈均包括鉸鏈圈，所述的鉸鏈圈通過鉸鏈圈轉軸與固定架轉動相連，所述每ー主動支鏈具有相同的機械結構，所述第一、第二、第三、第四、第五主動支鏈均包括外管16，所述的外管通過外管轉軸與所述的鉸鏈圈轉動相連，所述的鉸鏈圈轉軸與外管轉軸具有夾角，所述的夾角優選的為90度。所述第三、第四、第五、第六、第七鉸鏈也可採用其他具有相同運動功能的鉸鏈形式。在所述的外管內插裝有內管21，所述外管與內管間通過第二導軌滑塊結構22相連，所 述的內管在驅動裝置的驅動下能夠沿外管軸線方向移動。所述的驅動裝置優選的包括伺服電機17、減速器18、滾珠絲槓19、螺母20。在所述外管16的頂部裝有所述伺服電機17，所述的伺服電機17的輸出軸通過減速器18與滾珠絲槓19的一端固定連接，在所述滾珠絲槓19上裝有與其螺紋配合的螺母20，所述螺母20與插裝在所述外管16內的內管21固定連接。所述固定架I的下方設置有一個動平臺8，包括第一平臺23與第二平臺24，所述第一平臺23與第二平臺24通過軸承轉動相連。所述從動支鏈7的下端與所述第一平臺23頂壁固定連接。所述第一主動支鏈2內管下端通過第八鉸鏈25與第一平臺23轉動連接，所述第八鉸鏈25具有三個轉動自由度，可採用虎克鉸輔以自轉軸、球鉸鏈等形式。所述第二、第三主動支鏈3、4的內管下端分別與具有一個迴轉自由度的第九、第十鉸鏈26、27轉動相連，所述第九、第十鉸鏈26、27分別與第一十字軸28、第二十字軸29的ー個轉軸轉動相連，所述第一^h字軸28、第二十字軸29的另ー轉軸分別與第一擺軸30同軸線轉動相連，所述第一擺軸30與第一鉸鏈軸31固定連接，所述第一擺軸30的軸線與所述第一鉸鏈軸31的軸線互相垂直，所述第一鉸鏈軸31與固定連接於第一平臺23的第一鉸鏈座32轉動連接。所述第四，第五主動支鏈5、6與第一平臺23的連接和第二、第三主動支鏈3、4與第一平臺23的連接相似。所述第四、第五主動支鏈5、6內管下端與具有一個迴轉自由度的第十一、第十二鉸鏈33、34轉動相連，所述第十一、第十二鉸鏈33、34分別與第三十字軸、第四十字軸35、36的ー個轉軸轉動相連，所述第三、第四十字軸35、36的另ー轉軸分別與第二擺軸37同軸線轉動相連，所述第二擺軸37與第二鉸鏈軸38固定連接，所述第二擺軸37的軸線與第二鉸鏈軸38的軸線相互垂直，所述第二鉸鏈軸38與固定連接於第一平臺23的第ニ鉸鏈座39轉動連接。所述第一平臺23內通過軸承轉動連接第一、第二轉軸40、41，所述第一、第二轉軸40、41沿從動支鏈軸線方向設置。所述第一、第二鉸鏈軸31、38的一端各自與設置在第一平臺23內的一個主動錐齒輪42、43相連，每ー個所述的主動錐齒輪分別與設置在第一平臺內的一個從動錐齒輪44、45相嚙合配合，連接第一從動錐齒輪44的第一轉軸40下端通過鍵連接有第一主動帶輪46，第一主動帶輪46與安裝在第三轉軸47上的第一從動帶輪48通過皮帶相連，所述第三轉軸47固定連接在第二平臺24上。連接所述第二從動錐齒輪45的第二轉軸41上通過鍵連接第二主動帶輪49，第二主動帶輪49與安裝在第四轉軸50上的第二從動帶輪51通過皮帶相連，在所述的第四轉軸50下端連接有第三主動錐齒輪52，所述的第三主動錐齒輪52與通過軸承架設在第二平臺的第五轉軸53上的第三從動錐齒輪54相嚙合配合。所述的第四轉軸與第二平臺轉動相連，所述的第一、第二、第三、第四轉軸40、41、47、50軸線相互平行並且與所述的第五轉軸53彼此垂直設置。下面結合每一幅圖對本發明進一步說明如圖I和圖2所示，本發明的高剛度高精度五坐標並聯動カ頭，由固定架1，動平臺8，連接所述固定架I和動平臺8的五條相同的主動支鏈2、3、4、5、6，從動支鏈7構成。其中，第一主動支鏈2為第一運動鏈，第二主動支鏈3與第三主動支鏈4組成第二運動鏈， 第四主動支鏈5與第五主動支鏈6組成第三運動鏈。從動支鏈7位於固定架I的中央開孔內，第一、第二、第三運動鏈關於從動支鏈8圓周對稱放置，相互之間相位為120°。所述中央開孔內連接具有兩迴轉自由度的第一鉸鏈9，所述第一鉸鏈9通過具有一個移動自由度的第二鉸鏈10與所述從動支鏈7相連。所述第一主動支鏈2、第二主動支鏈3、第三主動支鏈4、第四主動支鏈5、第五主動支鏈6與所述固定架I分別通過第三鉸鏈11、第四鉸鏈
12、第五鉸鏈13、第六鉸鏈14、第七鉸鏈15相連。所述第三鉸鏈11、第四鉸鏈12、第五鉸鏈
13、第六鉸鏈14、第七鉸鏈15均具有兩轉動自由度，所述第三、第四、第五、第六、第七鉸鏈均包括鉸鏈圈，所述的鉸鏈圈通過鉸鏈圈轉軸與固定架I轉動相連，所述第一、第二、第三、第四、第五主動支鏈均包括外管16，所述的外管通過外管轉軸與所述的鉸鏈圈轉動相連，所述的鉸鏈圈轉軸與外管轉軸具有夾角，不共線，所述的夾角優選的為90度。如圖3所示，所述每ー主動支鏈具有相同結構形式，所述第一、第二、第三、第四、第五主動支鏈均包括外管16，所述的外管通過外管轉軸與所述的鉸鏈圈轉動相連，所述的鉸鏈圈轉軸與外管轉軸具有夾角，在所述的外管內插裝有內管21，所述外管與內管間通過第二導軌滑塊結構22相連，所述的內管在驅動裝置的驅動下能夠沿外管軸線方向移動。所述的驅動裝置優選的包括伺服電機17、減速器18、滾珠絲槓19、螺母20。在所述外管16的頂部裝有所述伺服電機17，所述的伺服電機17的輸出軸通過減速器18與滾珠絲槓19的一端固定連接，在所述滾珠絲槓19上裝有與其螺紋配合的螺母20，所述螺母20與插裝在所述外管16內的內管21固定連接。所述內管21可沿外管軸線方向移動，本實施例中內管均採用伺服電機-減速器-滾珠絲槓的驅動方式，但也可採用液壓、氣動等結構作為驅動方式。如圖4所示，動平臺8包括第一平臺23和第二平臺24兩個部分，所述第一平臺23與所述第二平臺24通過軸承轉動相連。所述從動支鏈7的下端與所述第一平臺23固定連接，所述第一主動支鏈2通過第八鉸鏈25與第一平臺23連接，所述第八鉸鏈25具有三個轉動自由度，可採用虎克鉸輔以自轉軸、球鉸鏈等形式。所述第二、第三主動支鏈3、4的下端與具有一個迴轉自由度的第九、第十鉸鏈26、27通過軸承轉動相連，所述第九、第十鉸鏈26,27分別與第一^h字軸28、第二十字軸29的ー個轉軸通過軸承轉動相連，所述第一^h字軸28、第二十字軸29的另ー轉軸分別與第一擺軸30通過軸承轉動相連且軸線在同一直線上，所述第一擺軸30與第一鉸鏈軸31固定連接且軸線互相垂直，所述第一鉸鏈軸31與第一鉸鏈座32轉動連接，所述第一鉸鏈座32固定連接於第一平臺23上。
如圖5和圖6所示，所述第四，第五主動支鏈5、6與第一平臺23的連接和第二、第三主動支鏈3、4與第一平臺23的連接相似。所述第四、第五主動支鏈5、6下端與具有ー個迴轉自由度的第i 、第十二鉸鏈33、34通過軸承轉動相連,所述第^ 、第十二鉸鏈33、34分別與第三十字軸、第四十字軸35、36的ー個轉軸通過軸承轉動相連，所述第三、第四十字軸35、36的另ー轉軸分別與第二擺軸37通過軸承轉動相連且軸線在同一直線上，所述第ニ擺軸37與第二鉸鏈軸38固定連接且軸線相互垂直，所述第二鉸鏈軸38與固定連接於第一平臺23的第二鉸鏈座39轉動連接。如圖6所示，所述第一鉸鏈軸31的一端與設置在第一平臺23內的第一主動錐齒輪42相連，所述第一平臺23內沿從動支鏈軸線方向通過軸承轉動連接第一轉軸40，所述第ー轉軸40通過鍵連接有第一從動錐齒輪44和第一主動帶輪46。第一主動帶輪46與第一從動帶輪48通過皮帶連接，所述第一從動帶輪48通過鍵連接在第三轉軸47上，而第三轉軸43固定連接於第二平臺24。則第二運動鏈，即第二、第三主動支鏈3、4的伺服電機具有不同輸入值吋，第一擺軸30產生轉動，帶動第一鉸鏈軸繞自身軸線轉動，從而帶動第一主 動錐齒輪42轉動,通過齒輪嚙合作用傳至第一從動錐齒輪44,進而由第一轉軸40傳至第一主動帶輪46，從而第一從動帶輪48在皮帶的作用下發生轉動，帶動第三轉軸47與下平臺24產生繞C軸的轉動。所述第二鉸鏈軸38的一端通過鍵連接設置在第一平臺23內的第二主動錐齒輪43，所述第一平臺23內沿從動支鏈軸線方向通過軸承轉動連接第二轉軸41，所述第二轉軸41通過鍵連接第二從動錐齒輪45和第二主動帶輪49。第二主動帶輪49與第二從動帶輪51通過皮帶連接，所述第二從動帶輪51通過鍵連接在第四轉軸50上。第四轉軸50的下端連接第三主動錐齒輪52，所述的第三主動錐齒輪52與通過軸承架設在第二平臺的第五轉軸53上的第三從動錐齒輪54相嚙合配合。則第三運動鏈，即第四、第五主動支鏈5、6具有不同輸入值的驅動時，第二擺軸37發生轉動，帶動第二鉸鏈軸38產生繞自身軸線的轉動，進而帶動第二主動錐齒輪43轉動，第二主動錐齒輪43與第二從動錐齒輪45嚙合，使轉動傳至第二轉軸41，第二轉軸41帶動第二主動帶輪49轉動，通過皮帶傳至第二從動帶輪51，從而帶動第四轉軸50發生轉動，進而將轉動傳至第三主動錐齒輪52，齒輪嚙合作用導致第三從動錐齒輪54轉動，則第五轉軸53可實現繞A軸的轉動。本發明的高剛度高精度五坐標並聯動カ頭可實現五自由度的運動。當第二運動鏈中的第二主動支鏈3與第三主動支鏈4的伺服電機具有相同輸入值，且第三運動鏈中第四主動支鏈5與第五主動支鏈6的伺服電機具有相同輸入值時，由於姆ー運動鏈通過具有兩轉動自由度與固定架相連，所述每ー運動鏈通過絲槓螺母、第二導軌滑塊結構可實現軸向移動，所述每ー運動鏈與動平臺的連接具有三個迴轉自由度，則所述每ー主動支鏈對動平臺無約束作用；從動支鏈7通過具有兩轉動自由度的第一鉸鏈和具有一個移動自由度的第ニ鉸鏈與固定架相連，下端與動平臺固定連接，則從動支鏈對動平臺具有兩平動一轉動約束，故動平臺可在運動鏈伺服電機的驅動下實現空間一平動兩轉動的運動，即機構可到達給定工作空間內的任一位置，實現定位功能。當第二運動鏈中第二主動支鏈3與第三主動支鏈4的伺服電機具有不同輸入值時，可將兩支鏈末端由於錯動產生的轉動通過錐齒輪、同步帶傳至第二平臺24，實現第二平臺24繞C軸的轉動。當第三運動鏈中第四主動支鏈5與第五主動支鏈6的驅動裝置具有不同輸入值時，可將兩支鏈末端由於錯動產生的轉動通過錐齒輪、同步帶、錐齒輪傳至第五轉軸53，實現第五轉軸繞A軸的轉動，故機構可實現五自由度運動。本發明的高剛度高精度五坐標並聯動カ頭，第二、第三運動鏈採用雙主動支鏈的結構形式。雙主動支鏈具有相同輸入，能驅動機構實現一平動兩轉動的運動；雙主動支鏈具有不同的輸入，能驅動機構實現繞A/C軸的轉動，從而有效減輕定位頭質量，増大機構整體剛性，提高定位頭定位精度和重複定位精度，實現機構快進能力及動態性能提升。本發明的高剛度高精度五坐標並聯動カ頭使用情況概述將本發明的五自由度並聯機器人作為ー個模塊，與三個方向的長行程導軌單元集成，實現更大工作空間內的加工能力。以上對本發明的描述僅僅是示意性的，而不是限制性的，所 以，本發明的實施方式並不局限於上述的具體實施方式
。如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護範圍的情況下，做出其他變化或變型，均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.高剛度高精度五坐標並聯動力頭，其特徵在於包括固定架，所述固定架的中央有一中央開孔，在所述的中央開孔內連接具有兩迴轉自由度的第一鉸鏈，所述第一鉸鏈包括外圈和內圈，所述外圈通過外圈轉軸與中央開孔內壁轉動相連，所述內圈通過內圈轉軸與所述外圈轉動相連，所述外圈轉軸與內圈轉軸軸線具有夾角，一個從動支鏈通過具有一個移動自由度的第二鉸鏈與所述第一鉸鏈內圈沿從動支鏈軸線方向相滑移連接，所述第一主動支鏈作為第一運動鏈，第二、第三主動支鏈作為第二運動鏈，第四、第五主動支鏈作為第三運動鏈，所述第一、第二、第三、第四、第五主動支鏈分別通過第三、第四、第五、第六、第七鉸鏈與所述固定架相連，第一主動支鏈位於設置在固定架第一開孔的第三鉸鏈內，第二和第三主動支鏈分別位於設置在固定架第二開孔內的第四、第五鉸鏈內，第四和第五主動支鏈分別位於設置在固定架第三開孔內的第六、第七鉸鏈內，所述第三、第四、第五、第六、第七鉸鏈包括鉸鏈圈，所述的鉸鏈圈通過鉸鏈圈轉軸與固定架轉動相連，所述第一、第二、第三、第四、第五主動支鏈均包括外管，所述的外管通過外管轉軸與所述的鉸鏈圈轉動相連，所述的鉸鏈圈轉軸與外管轉軸具有夾角，在所述的外管內插裝有內管，所述外管與內管間通過第二導軌滑塊結構相連，所述的內管在驅動裝置的驅動下能夠沿外管軸線方向移動；在所述固定架的下方設置有一個動平臺，所述的動平臺包括第一平臺與第二平臺，所述第一平臺與第二平臺通過軸承轉動相連，所述從動支鏈的下端與所述第一平臺頂壁固定連接，所述第一主動支鏈內管下端通過第八鉸鏈與第一平臺轉動連接，所述第八鉸鏈具有三個轉動自由度，所述第二、第三主動支鏈的內管下端分別與具有一個迴轉自由度的第九、第十鉸鏈轉動相連，所述第九、第十鉸鏈分別與第一十字軸、第二十字軸的一個轉軸轉動相連，所述第一十字軸、第二十字軸的另一轉軸分別與第一擺軸同軸線轉動相連，所述第一擺軸與第一鉸鏈軸固定連接，所述第一擺軸的軸線與所述第一鉸鏈軸的軸線互相垂直，所述第一鉸鏈軸與固定連接於第一平臺的第一鉸鏈座轉動連接，所述第四、第五主動支鏈內管下端與具有一個迴轉自由度的第十一、第十二鉸鏈轉動相連，所述第十一、第十二鉸鏈分別與第三十字軸、第四十字軸的一個轉軸轉動相連，所述第三、第四十字軸的另一轉軸分別與第二擺軸同軸線轉動相連，所述第二擺軸與第二鉸鏈軸固定連接，所述第二擺軸的軸線與第二鉸鏈軸的軸線相互垂直，所述第二鉸鏈軸與固定連接於第一平臺的第二鉸鏈座轉動連接，所述第一平臺內通過軸承轉動連接第一、第二轉軸，所述第一、第二轉軸沿從動支鏈軸線方向設置，所述第一、第二鉸鏈軸的一端各自與設置在第一平臺內的一個主動錐齒輪相連，每一個所述的主動錐齒輪分別與設置在第一平臺內的一個從動錐齒輪相嚙合配合，連接第一從動錐齒輪的第一轉軸下端通過鍵連接有第一主動帶輪，所述的第一主動帶輪與安裝在第三轉軸上的第一從動帶輪通過皮帶相連，所述第三轉軸固定連接在第二平臺上，連接所述第二從動錐齒輪的第二轉軸上通過鍵連接第二主動帶輪，第二主動帶輪與安裝在第四轉軸上的第二從動帶輪通過皮帶相連，在所述的第四轉軸下端連接有第三主動錐齒輪，所述的第四轉軸與第二平臺轉動相連，所述的第三主動錐齒輪與通過軸承架設在下平臺的第五轉軸上的第三從動錐齒輪相嚙合配合，所述的第一、第二、第三、第四轉軸軸線相互平行並且與所述的第五轉軸彼此垂直設置。
2.根據權利要求I所述的高剛度高精度五坐標並聯動力頭，其特徵在於所述的驅動裝置包括安裝在所述外管頂部的伺服電機，所述的伺服電機的輸出軸通過減速器與滾珠絲槓的一端固定連接，在所述滾珠絲槓上裝有與其螺紋配合的螺母，所述螺母與內管固定連接。
3.根據權利要求I或2所述的高剛度高精度五坐標並聯動力頭，其特徵在於所述第一、第二、第三運動鏈相對於從動支鏈圓周對稱放置，相互之間的相位為120°。
全文摘要
本發明公開了高剛度高精度五坐標並聯動力頭，包括固定架，在中央開孔內連接第一鉸鏈，從動支鏈通過第二鉸鏈與第一鉸鏈連接，第一至五主動支鏈分別通過第三至七鉸鏈與固定架相連；在固定架的下方設置有包括第一平臺與第二平臺的動平臺，從動支鏈的下端與所述第一平臺頂壁固定連接，第一主動支鏈內管下端通過第八鉸鏈與第一平臺轉動連接，第二、第三主動支鏈分別與第九、十鉸鏈相連，第四、五主動支鏈與第十一、十二鉸鏈轉動相連，第四、第五主動支鏈具有不同輸入值的驅動時，第五轉軸可繞A軸轉動。第二、三主動支鏈具有不同輸入值時，第三轉軸與下平臺產生繞C軸的轉動，本機構既能實現一平動兩轉動的定位運動，又能實現繞A/C軸的姿態調整。
文檔編號B25J17/02GK102672714SQ20121007618
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者孫濤, 宋軼民, 董罡, 連賓賓 申請人:天津大學