[实用新型]含有柔顺关节的平面3自由度并联机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机械产品技术领域，涉及一种并联机器人。 

背景技术

并联机器人是一类闭环机构的机器人，具有运动惯性小、精度高等优点，与串联机器人在结构和性能方面形成互补，极大地扩展了整个机器人的应用领域；而柔顺机构是一种利用机构中构件自身的弹性变形来完成运动和力的传递及转换的新型机构。现代机械的主要标志和发展趋势是不断地追求高速、轻质、高精度，这在机器人中体现得尤为充分。 

发明内容

本实用新型的目的在关节结构上减少甚至没有了运动副，由此带来的最直接的效果就是大大减少了机构的重量，同时它没有或大大减少了机构中的间隙、摩擦、磨损及润滑等复杂问题，从而可以提高机构精度、增加可靠性等，符合现代机械的发展趋势。 

一种含有柔顺关节的平面3自由度并联机器人，包括柔顺关节3、连杆2、驱动杆4、动平台1、定平台7、减速器5和伺服电机6，动平台1与定平台7之间连接有成三角形布置的三组运动支链，每组运动支链由连杆2、驱动杆4和他们之间连接有的柔顺关节3组成，动平台1与连杆2、驱动杆4与定平台7之间则通过传统的转动副关节连接；驱动杆4远离定平台7的一端连接的减速器5、伺服电机6与定平台7相连接组成了机器人的驱动部分；减速器5与伺服电机6固定连接，减速器5与伺服电机6轴心相同，伺服电机6与定平台7固定连接；平面3自由度并联机器人实现了沿着横轴X轴、纵轴Y轴的移动和绕着竖直轴Z轴方向的转动。 

位移传感器8与定平台7固定连接。 

所述的柔顺关节3是由弹簧钢材料制成。 

本实用新型如图2所示，所述的驱动杆4与连杆2之间是由柔顺关节3连 接的；有别于传统的转动副关节连接，柔顺关节是由弹簧钢材料制成，它是利用自身材料的柔性变形来完成运动和力的传递及转换的新型结构关节。它不靠传统刚性机构的运动副来实现全部运动和功能，而主要是靠它的变形来实现机构的主要运动和功能。工作原理为：如图3所示本实用新型的并联机器人是建立在以“IPC+PMAC”为硬件结构核心、“RT Linux”为软件开发平台的机器人实时控制系统。通过“RT Linux”平台向工控机IPC发送指令，(工控机IPC作为主从分布式控制系统的上位机，向上提供用户与系统的交互平台，向下配合下位机完成系统的控制功能)，工控机IPC实时地向控制器PMAC发送指令，(PMAC是一款功能强大的可编程多轴运动控制器，可以与各种主机、驱动器、电机配合完成相应的操作功能)，PMAC通过转换卡ACC8P与伺服驱动器连接，PMAC发出指令后，机器人根据相关指令实现机构运动轨迹规划。如图1所示，当工控机IPC发出运动指令时，各支链伺服电机6与减速器5进行转动，减速器5通过转动副与驱动杆4相连，通过转动副提供扭矩，使驱动杆4进行转动；驱动杆4与连杆2之间通过柔顺关节3连接，当驱动杆4转动时，柔顺关节3通过自身的柔性变形接收产生的能量，并传递给连杆2，从而使连杆2进行相应转动；连杆2通过转动副与动平台1连接，当连杆2转动时，通过转动副提供扭矩，使动平台1运动，从而实现相关的运动轨迹规划。 

本实用新型通过用柔顺关节来取代传统的转动副关节的方式来实现并联机器人的运动，它减少了机器人的重量，同时它大大减少了机构中的间隙、摩擦、磨损及润滑等复杂问题，从而可以提高机器人精度、增加可靠性，可望在多种场合获得应用推广。 

附图说明

图1本实用新型的平面结构示意图； 

图2本实用新型的平面结构俯视图； 

图3本实用新型的具有柔顺关节的结构示意图； 

图4本实用新型的控制系统示意图； 

图中：1、动平台，2、连杆，3、柔顺关节，4、驱动杆，5、减速器，6、伺服电机，7、定平台，8、位移传感器。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对于本发明作进一步说明： 

如图1至图4所示，一种含有柔顺关节的平面3自由度并联机器人，包括柔顺关节3、连杆2、驱动杆4、动平台1、定平台7、减速器5和伺服电机6，动平台1与定平台7之间连接有成三角形布置的三组运动支链，每组运动支链由连杆2、驱动杆4和他们之间连接有的柔顺关节3组成，动平台1与连杆2、驱动杆4与定平台7之间则通过传统的转动副关节连接；驱动杆4远离定平台7的一端连接的减速器5、伺服电机6与定平台7相连接组成了机器人的驱动部分；减速器5与伺服电机6固定连接，减速器5与伺服电机6轴心相同，伺服电机6与定平台7固定连接；平面3自由度并联机器人实现了沿着横轴X轴、纵轴Y轴的移动和绕着竖直轴Z轴方向的转动。