[发明专利]一种可重构并联机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种可重构并联机器人。

背景技术

在公知的技术领域，在市场经济为主导的经济模式下，为了适应快速变化的市场要求，对模块化的制造工具提出了新的要求，以可重构制造系统为代表的柔性加工系统正得到快速的发展。而基于可持续发展战略，对资源的高效利用也使得可重构成为必然。并联装备作为机床技术和机器人技术相结合的产物,传统结构机床和机器人结构不稳定，承载能力弱，精度小运动惯性大等缺点，而并联装备本身易重构的特点，决定了并联装备在可重构系统中的重要地位。并联机器人可重构性的研究给并联装备重构的可行性以及重构的多样性带来良好的开端。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服传统结构机床和机器人结构不稳定、承载能力弱、精度小、运动惯性大等缺点，提供一种刚度大、结构稳定、承载能力强、精度高、运动惯性小并且能够进行重构的可重构并联机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可重构并联机器人，包括上、下相对设置的机器人基板和底座框架，在所述机器人基板和底座框架之间设有多个支撑柱体而构成框体结构，在所述框体结构上设有支链驱动装置、通过支链驱动装置的驱动而作直线往复运动的滑块和末端运动平台，且所述滑块和末端运动平台之间设有连杆组件，在所述框体结构的底部设有工件安装底座；所述可重构并联机器人可通过以上所述构成可以分别组合成伸缩式、滑块式、DELTA式、剪式四种并联结构形式。

进一步的，作为一种最优先采用的结构形式，即采用伸缩式并联结构形式，本发明中所述支链驱动装置具有直线轴承、驱动电机、电机固定板、联轴器、轴承固定座、滚珠螺杆、滚珠螺杆丝母、滑块和支座，所述连杆组件具有虎克铰、十字轴、固定虎克铰、连杆、转动虎克铰和虎克铰安装板；所述连杆穿过直线轴承套在滚珠螺杆上，且固定安装在滑块的下端位置，虎克铰安装在虎克铰安装板上，固定虎克铰与机器人基板铰接固定，所述连杆通过转动虎克铰与末端运动平台连接；所述可重构并联机器人具有6个支链驱动装置分别驱动6个滑块，在每个滑块与末端运动平台之间均设有一个连杆组件，每个支链驱动装置和每个连杆组件构成一组驱动部件，六组驱动部件围绕机器人基板的中心轴线旋转分布。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述支链驱动装置具有驱动电机、滚珠螺杆和滑块，所述驱动电机通过联轴器与滚珠螺杆传动连接，所述滚珠螺杆通过滚珠螺杆丝母与滑块传动连接以实现滑块的直线往复运动。

进一步的，作为一种具体的安装方式，本发明所述支链驱动装置安装在均布设置的三个槽钢立柱之间，所述驱动电机和滚珠螺杆分别通过电机固定板、轴承固定座与槽钢立柱固定连接，且所述支链驱动装置具有与三个槽钢立柱连为一体的支座，且所述三个槽钢立柱的上端与机器人基板固定连接。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述连杆组件具有相对设置的两个虎克铰,在所述两个虎克铰之间设有连杆，所述连杆的一端通过十字轴和固定虎克铰与虎克铰连接，另一端通过可绕连杆的中轴线转动的转动虎克铰与虎克铰连接，且所述两个虎克铰分别与滑块和末端运动平台固定连接。

进一步的，作为第二优先考虑的实施例，即采用滑块式并联结构形式，本发明所述可重构并联机器人具有6个支链驱动装置分别驱动6个滑块，在每个滑块与末端运动平台之间均设有一个连杆组件，即每个支链驱动装置驱动一个连杆组件，且每两个支链驱动装置和每两个连杆组件构成一组驱动部件，三组驱动部件围绕机器人基板的中心轴线旋转分布。

进一步的，作为第三优先考虑的实施例，即采用DELTA式并联结构形式，本发明所述可重构并联机器人具有3个支链驱动装置分别驱动3个滑块，在每个滑块与末端运动平台之间均设有两个连杆组件，即每个支链驱动装置驱动两个连杆组件，每个支链驱动装置和每两个连杆组件构成一组驱动部件，三组驱动部件围绕机器人基板的中心轴线旋转分布。

进一步的，作为第四优先考虑的实施例，即采用剪式并联结构形式，本发明所述可重构并联机器人具有6个支链驱动装置分别驱动6个滑块，在每个滑块与末端运动平台之间均设有一个连杆组件，每个支链驱动装置和每个连杆组件构成一组驱动部件，六组驱动部件围绕机器人基板的中心轴线旋转分布，且所述支链驱动装置安装在机器人基板上。

进一步的，为了方便连接线路、便于控制机器人的运动，本发明所述可重构并联机器人的电缆均汇集到底座框架上，所述底座框架由槽钢焊接而成，且在底座框架上安装有可重构并联机器人的航插盒。