[发明专利]一种五自由度并联动力头

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，特别是涉及一种可实现五坐标作业功能的并联机器人。

背景技术

根据专利US4732525、ZL200510015095.5可知，现有的多坐标机械手，其实现形式一般为少自由度并联机构辅以定位头的混联结构形式。多坐标加工能力包括动平台的位置定位及末端执行器的姿态定位。其中，机构动平台的位置定位由少自由度并联机构实现，主要通过调节安装在主动支链上的伺服电机执行；末端执行器的姿态定位由定位头(如A/C双摆头)实现，通过调节安装在双摆头上的伺服电机执行。

此类机械手的不足为：定位头安装伺服电机与减速器等，重量过大，影响机构的响应能力及动态性能，机构刚度质量比较小，整体刚度较难保证。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种五自由度并联动力头，该动力头的响应速度快、动态性能好、刚度质量比大。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种五自由度并联动力头，包括固定架，所述固定架底座的中央有一中央开孔，所述中央开孔内设有一个具有两转动自由度的第一铰链；所述第一铰链通过移动副与从动支链相连，在所述从动支链周围设有均布的第一、第二和第三运动链，所述第一、第二和第三运动链固接在所述固定架上，所述第一运动链包括第一主动支链，第二运动链包括第二和第三主动支链，第三运动链包括第四和第五主动支链，所述第一、第二、第三、第四和第五主动支链的结构相同；

所述每一主动支链均包括与固定架固定连接的壁板，在所述壁板上端安装有伺服电机，所述伺服电机驱动第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠上连接有第一螺母，所述第一螺母固接在连接块内，所述连接块滑动连接在导轨上，所述导轨固定在所述壁板上，所述连接块通过具有两个转动自由度的第三铰链与从动杆上端相连；所述固定架的下方设置有一个动平台，所述动平台包括上平台与下平台两个部分；所述上平台与所述下平台通过轴承转动相连；所述从动支链的下端与所述上平台固定连接；所述第一主动支链的下端通过具有三转动自由度的第四铰链与上平台转动相连；所述第二主动支链的下端通过具有一个转动自由度的第五铰链与第一十字轴的一个转轴铰接，所述第三主动支链的下端通过具有一个转动自由度的第六铰链与第二十字轴的一个转轴铰接，所述第一十字轴和第二十字轴的另一转轴分别转动连接在第一摆轴内，所述第一摆轴固接在第一铰链轴上，所述第一铰链轴转动连接在第一铰链座上，所述第一铰链座固定连接在所述上平台上；所述第四主动支链的下端通过具有一个转动自由度的第七铰链与第三十字轴的一个转轴铰接，所述第五主动支链的下端通过具有一个转动自由度的第八铰链与第四十字轴的一个转轴铰接，所述第三十字轴和第四十字轴的另一转轴分别转动连接在第二摆轴内，所述第二摆轴固接在第二铰链轴上，所述第二铰链轴转动连接在第二铰链座上，所述第二铰链座固定连接在上平台上；所述第一铰链轴的一端与第一主动锥齿轮相连，所述第一主动锥齿轮上啮合有第一从动锥齿轮，所述第一从动锥齿轮固定在第一转轴上，所述第一转轴转动连接在所述上平台上，所述第一转轴上固接有第一主动带轮，所述第一主动带轮通过皮带与第一从动带轮连接，所述第一从动带轮固定在第三转轴上，所述第三转轴设置在下平台上；所述第二铰链轴的一端与第二主动锥齿轮相连，所述第二主动锥齿轮上啮合有第二从动锥齿轮，所述第二从动锥齿轮固定在第二转轴上，所述第二转轴转动连接在所述上平台上，所述第二转轴上固接有第二主动带轮，所述第二主动带轮通过皮带与第二从动带轮连接，所述第二从动带轮固定在第四转轴上，所述第四转轴下端穿过第三转轴深入到下平台内，并与第三主动锥齿轮固接，所述第三主动锥齿轮上啮合有第三从动锥齿轮，所述第三从动锥齿轮固接在第五转轴上，所述第五转轴转动连接在下平台上。

所述第一铰链包括外圈和内圈，所述内圈外设有内圈转轴，所述外圈上设有外圈转轴，所述外圈通过外圈转轴与固定架转动连接，所述内圈通过内圈转轴与外圈转动连接，所述外圈转轴与内圈转轴交叉设置。

所述第一主动锥齿轮设置在第一铰链轴的内端，所述第二主动锥齿轮设置在第二铰链轴的内端。

本发明具有的优点和积极效果是：机构可实现五坐标加工能力，其中既有一平动两转动的定位运动又有绕A和/或C轴的姿态调整，能够有效减少定位头质量，实现模块化结构设计。运动链采用双主动支链形式可提高机构整体刚度，同时保证机构动态性能好、刚度质量比大、定位精度与重复定位精度高且具有优势进给方向。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；