[发明专利]新型斯坦福机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其是并联转动关节结构的机器人。

背景技术

目前斯坦福机器人是由五个串联转动关节、一个移动付构成，其刚度弱，在高精度的场合，影响了其性能的发挥。

发明内容

本发明的目的就是针对现有的斯坦福机器人存在的不足，提供一种刚度好的新型斯坦福机器人。

本发明的目的是这样实现的，新型斯坦福机器人，其特征是设有两个并联转动关节、一个移动付、一个转动付，两个并联转动关节通过系杆分别连接移动付和转动付，移动付和转动付相互之间设有系杆连接，连接转动付的并联转动关节上安装机器手。

所述的并联转动关节由机架、左电动机、左减速器、左圆锥齿轮、上圆锥齿、右圆锥齿轮、系杆、右电动、右减速器构成，左圆锥齿轮和右圆锥齿轮安装在机架上，左电动机通过左减速器驱动连接左圆锥齿轮，右电动通过右减速器驱动连接系杆，左、右圆锥齿轮分别与上圆锥齿轮啮合。

本发明结构科学合理紧凑，刚性好，生产制造容易。由两个并联转动关节、一个移动付、一个转动付通过系杆构成六自由度的机构，回转角度大，传动精度高，提高机器人动作的灵活性和准确性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的并联转动关节结构示意图；

图3是本发明的并联转动关节运动关系图。

图中：1机架，2左电动机，3左减速器，4左圆锥齿轮，5上圆锥齿，6右圆锥齿轮，7系杆，8右电动，9右减速器，10下并联转动关节，11下杆件，12移动副，13上左杆件，14转动副，15上右杆件，16上并联转动关节，17机器手。

具体实施方式

并联转动关节由机架1、左电动机2、左减速器3、左圆锥齿轮4、上圆锥齿5、右圆锥齿轮6、系杆7、右电动8、右减速器9安装构成，机架1上安装左圆锥齿轮4和右圆锥齿轮6，左电动机2通过左减速器3驱动连接左圆锥齿轮4，右电动8通过右减速器9驱动连接系杆7，左、右圆锥齿轮分别与上圆锥齿轮5啮合。

两个并联转动关节10、16通过系杆11和15分别连接移动付12和转动付14，移动付和转动付相互之间设有系杆13连接，通过上右杆件15连接转动付14的并联转动关节16上安装机器手17构成六自由度机器人。

并联转动关节动坐标系O₁X₁Y₁Z₁的建立如下：以圆锥齿轮5的轴线为Z₁轴，圆锥齿轮4的回转轴线为Y₁轴，Z₁轴和Y₁轴的交点为坐标原点O₁，，用右手法则确定X₁轴。

并联转动关节(机构)的运动原理如下：右电机8不动，左电机2运动，本结构相当于定轴轮系，左电机2驱动左圆锥齿轮4，左圆锥齿轮4带动上圆锥齿轮5绕其轴心线Z₁转动；左、右电机以同速、同向旋转时，带动上圆锥齿轮5以同速、同向绕Y₁摆动；当右电机8运动，左电机2不运动，其运动关系如图2、3所示：ω_5，6为上圆锥齿轮5相对于系杆6的运动，方向如图2所示，这时，上圆锥齿轮5的运动ω₅由两个运动合成，即绕Z₁轴的ω_5，6和绕Y₁轴的ω₆，方向如图3所示，其中|ω₆|＝|ω_5，6|tan β₂。当右电机9和左电机3一起运动时，上圆锥齿轮5的运动为绕Z₁轴和Y₁轴的的复合运动。

每个双自由度并联转动关节的转动自由度为二，下并联转动关节10、上并联转动关节16和转动副14、移动副12构成六自由度的新型斯坦福机器人。