[发明专利]一种冗余驱动的三自由度平移型并联机器人机构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种冗余驱动的三自由度平移型并联机器人机构。

背景技术

具有三自由度的平移型并联机构是少自由度并联机构中较为重要的一类。与传统六自由度并联机构相比，三自由度的平移并联机构在结构、制造成本和控制方面都具有优势，因其具有广泛的工业应用而受到国内外学者的关注。其中典型范例是目前得到广泛应用Delta三自由度平移型并联机构。目前研究者已发明的一些三自由度平移型并联机构一般具有三个主动驱动支链，如：US4732525，US4976582，US5656905，CN1524662A。此类常规并联机器人机构存在着一些难以克服的缺点，主要有：位置正解困难，工作空间小且存在大量的离散奇异、误差标定困难等缺点。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种冗余驱动的三自由度平移型并联机器人机构，减少机构的奇异位形并改善机构的力传递性能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种冗余驱动的三自由度平移型并联机器人机构，该并联机器人机构包括：基座，第一至第四支链组件，动平台，第一至第八个连接轴，第一至第十六个基座端盖，第一至第八个动平台端盖，第一至第十六个基座轴承，第一至第八个动平台轴承。

第一伸缩杆组件包括：电机，主动伸缩杆，被动伸缩杆，联轴器，丝杠，丝杠螺母。

构成第一伸缩杆组件的零部件间的连接：滑道螺母固定在被动伸缩杆开口端，并将其端置于主动伸缩杆内。电机的转轴通过联轴器与丝杠的一端连接固定。丝杠的另一端与丝杠螺母螺纹连接。电机固定在主动伸缩杆的端头。

第二、第三、第四伸缩杆组件和第一伸缩杆组件完全相同。

第一支链组件包括：第一伸缩杆组件，第一、第二套件端盖，第一、第二半轴，第一、第二键，第一、第二套件轴承，第一个十字轴，第一、第二被动伸缩杆端盖，第一、第二被动伸缩杆轴承，第一个套件。

构成第一支链组件的零部件间的连接：将第一、第二被动伸缩杆轴承安装在被动伸缩杆U型端的两个臂上的轴承孔内，第一个十字轴一对相对的两端分别与第一、第二被动伸缩杆轴承内圈相配合，然后安装第一、第二被动伸缩杆端盖。

所述的第一个套件套在主动伸缩杆的方形凸台处，第一、第二半轴的键槽端分别通过第一、第二键与主动伸缩杆的方形凸台处连接。第一、第二套件轴承分别安装在套件长边端面上轴承孔里，其内圈与第一、第二半轴配合，然后安装第一、第二套件端盖。

第二、第三、第四支链组件和第一支链组件完全相同。

冗余驱动的三自由度平移型并联机器人机构通过第一、第二、第三、第四支链组件与基座和动平台连接构成。

第一支链组件与基座和动平台的连接：第一支链组件放在第一个U型基座凹槽和第一个U型动平台凹槽中，将第一、第二基座轴承分别安装在第一个套件短边端面上的轴承孔里，将第三、第四基座轴承安装在基座的一对同轴轴承孔中。第一、第二连接轴分别与第一、第三基座轴承、第二、第四基座轴承的内圈配合，然后安装第一、第二、第三、第四基座端盖。

将第一、第二动平台轴承安装在动平台的一对同轴轴承孔中，将第一个十字轴另一对相对的两端分别与第一、第二动平台轴承的内圈相配合，然后安装第一、第二动平台端盖。

第二支链组件与基座和动平台的连接：第二支链组件放在第二个U型基座凹槽和第二个U型动平台凹槽中，将第五、第六基座轴承分别安装在第二个套件短边端面上的轴承孔里，将第七、第八基座轴承安装在基座的一对同轴轴承孔中。第三、第四连接轴分别与第五、第七基座轴承、第六、第八基座轴承的内圈配合，然后安装第五、第六、第七、第八基座端盖。

将第三、第四动平台轴承安装在动平台的一对同轴轴承孔中，将第二个十字轴另一对同轴相对的两端分别与第三、第四动平台轴承的内圈相配合，然后安装第三、第四动平台端盖。

第三支链组件与基座和动平台的连接：第三支链组件放在第三个U型基座凹槽和第三个U型动平台凹槽中，将第九、第十基座轴承分别安装在第三个套件短边端面上的轴承孔里，将第十一、第十二基座轴承安装在基座的一对同轴轴承孔中。第五、第六连接轴分别与第九、第十一基座轴承、第十、第十二基座轴承的内圈配合，然后安装第九、第十、第十一、第十二基座端盖。

将第五、第六动平台轴承安装在动平台的一对同轴轴承孔中，将第三个十字轴另一对同轴相对的两端分别与第五、第六动平台轴承的内圈相配合，然后安装第五、第六动平台端盖。