[实用新型]三转动自由度并联机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业机器人领域，更具体地涉及一种三转动自由度并联机器人。

背景技术

在机器人化的作业任务服役的现有机器人中，有两种类型：串联机器人和并联机器人。串联式是各杆件通过运动副依次相连的开式链，这类机器人具有作业空间大和灵活性高等特点。但是随着人们对机器人性能的要求不断提高，串联机器人也存在一些不足之处：不仅串联机器人本身所固有的各个杆件误差存在积累效应，各个杆件末端精度低，而且存在惯性大、刚度低、负载驱动能力有限等缺陷，致使在某种程度上制约了或必须花费较大的代价才能实现末端执行器的精确运动。

现有的并联机器人是一种具有多个运动自由度，并且驱动器分配在不同环路上的的闭式多环机器，即：多个运动链的一端同时与一个具有多自由度的终端操作器相连而构成的机器人。与串联机器人相比，并联机器人可把驱动机构安装在机架上，因此在很大程度上降低了运动构件的质量。而且，并联机器人具有承载能力强、刚度大、误差小、精度高、自重负荷小、动力性能好、控制容易等一系列优点，与已获得广泛应用的串联机器人构成互补关系，扩大了机器人的应用领域。基于并联机器人中的各种机构已成为传统串联机器人的一个重要补充，目前，并联机器人已被成功地应用于工业生活中的各个领域，例如：工业机器人、数控机床、运动模拟器、自动化装配、精密加工与测量工程、微电子制造中的精密定位装置、医用机器人以及典型抓取作业环境中的高速机械手等领域。

目前，已经提出的并联机构有一百多种，但实用的三转动自由度并联机器人依然不多。为了适应工业生产的需要，近年来人们把注意力转向了少自由度并联机器人的研发与制造，即：动平台运动自由度数目少于6的并联机构。其中，三转动自由度并联机构是少自由度并联机构中极为重要的一类。三转动自由度的并联机构一般用于开发机械制造中的加工装备、定位与姿态调节的高刚度数控台、工业机器人与运动模拟器，作为数控台，实现分度、摆角以及轴向定位的功能，提高机床的加工精度与效率。然而，现有的三转动自由度并联机构构型较少，且结构复杂一般难以满足大负载与高刚度的要求；另外现有的三转动自由度并联机构活动范围较小而严重制约了该机构功能的发挥。

因此，亟待一种结构简单、安装方便且可在较大范围内活动的三转动自由度并联机器人来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安装方便且可在较大范围内活动的三转动自由度并联机器人。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种三转动自由度并联机器人，该机器人包括：活动平台、基座及分别安装于所述基座上的第一驱动机构、丝杆、滑鞍、支撑杆及连接杆，所述支撑杆的一端与所述基座固定连接，另一端枢接于所述活动平台上，所述丝杆固定安装于所述基座上，所述滑鞍滑动连接于所述丝杆上，所述连接杆的两端分别枢接于所述活动平台与滑鞍上，所述第一驱动机构安装于所述基座上并与所述丝杆连接，所述第一驱动机构通过所述丝杆驱动所述滑鞍移动，所述滑鞍带动所述连接杆运动而驱使所述活动平台活动，其中，所述支撑杆包括套筒、第二驱动机构及伸缩杆，所述套筒一端固定于所述基座上且朝向于所述活动平台，所述第二驱动机构固定安装于所述套筒内，所述伸缩杆一端伸入所述套筒内并与所述第二驱动机构连接，另一端枢接于所述活动平台上。

较佳地，所述连接杆的一端固定连接一第一球铰链，所述第一球铰链枢接于所述活动平台上。从而所述活动平台通过所述第一球铰而与所述连接杆枢接，当所述连接杆运动时，所述第一球铰链运动而驱动所述活动平台活动以实现所述活动平台的运动。

较佳地，所述连接杆的另一端固定连接一第一虎克铰，所述第一虎克铰枢接于所述滑鞍上。从而，当所述第一驱动机构驱动所述滑鞍在所述丝杆上运动时，所述滑鞍将带动所述连接杆运动以使所述活动平台运动。

较佳地，所述连接杆的另一端固定连接一第二球铰链，所述第二球铰链枢接于所述滑鞍上。

较佳地，所述伸缩杆邻近所述活动平台的一端上装设有一转动铰，且所述活动平台上固定装设有与所述转动铰枢接的第二虎克铰。从而当所述活动平台在所述连接杆的带动下运动时，所述转动铰可绕所述收缩杆做旋转运动以配合所述活动平台的运动。

较佳地，所述第二虎克铰固定于所述活动平台的中心位置。由于所述支撑杆通过所述转动铰与第二虎克铰而枢接所述活动平台的中心位置，从而当所述活动平台活动时，所述支撑杆对所述活动平台起到支撑与限位的作用，使所述活动板的活动以所述支撑杆为中心，以防止在活动过程中发生偏移。