[发明专利]六自由度并联微平台

说明书

技术领域

本发明属于工业装配机器人技术领域，安装于宏微工业装配机器人的机械手末端，具体涉及一种六自由度并联微平台。

背景技术

随着装配机器人应用领域的不断扩展和装配机器人控制研究的不断深入，要求装配机器人具有一定的柔顺性。装配机器人的柔顺性主要分为被动柔顺和主动柔顺，其中被动柔顺在一些特殊的情况下无法胜任，例如无倒角和两点接触的装配情况等，同时装配过程中工件的受力大，影响装配精度。而主动柔顺是在被动柔顺的基础上增加力的监测装置，构成力反馈伺服环节，在装配操作过程中，由接触碰撞所产生的力对主动柔顺中心的力矩可主动地调节工件的状态，使其向有利于装配完成的方向进行。综合考虑机器人的柔顺性能，满足装配过程中机器人的刚性及装配精度，人们提出了宏微机器人装配的策略。所谓宏微机械手空间机器人结构是指在一台大型的柔性宏机械手的末端安装一台小型的微机械手。

现有的微机械手，其不足是：有的是调整精度低、刚度差，能同时调整装配工件的自由度数少；有的结构尺寸太大、重量太重，无法直接安装在宏机械手的末端。

发明内容

本发明的目的是提供一种六自由度并联微平台，解决现有微平台调整自由度数少、精度低、刚度差、重量以及尺寸偏大的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种六自由度并联微平台，包括静平台和动平台，动平台下表面均匀安装有三组固定轴承座，每组固定轴承座向下通过两条支链与静平台传动连接，即静平台和动平台之间总共设置有三组固定轴承座及其六条支链。

本发明的六自由度并联微平台，其特征还在于：

静平台沿轴向内圈凹槽中开有多个微平台安装孔，静平台沿轴向外圈开有多个凹槽型的滑道，每两个相邻的滑道为一组，每个滑道的轴心开孔作为电机轴安装孔，电机轴安装孔中安装有直线电机的驱动轴。

动平台沿轴向内圈开有多个手爪安装孔，沿轴向外圈开有多组轴承座固定孔，每组四个轴承座固定孔分别通过各自的轴承座固定螺钉共同固定安装有一组轴承座，总共三组轴承座对称固定安装在动平台下表面，每组四个轴承座固定孔中间设置有轴承座定位孔。

每条支链结构是，包括一个直线电机，直线电机的驱动轴向上与一个滑块底座连接，滑块底座向上与滑块轴承座固定连接，滑块底座与滑块轴承座之间的空腔中安装有轴承挡圈和第一关节轴承，该第一关节轴承外圈固定在滑块轴承座中，该第一关节轴承内圈通过一个连杆向上与第二关节轴承内圈连接，第二关节轴承外圈固定安装在轴承端盖中，轴承端盖向上与轴承座固定连接，轴承座与动平台下表面固定连接。

第一关节轴承的第一轴端挡圈也设置在滑块轴承座中，第一轴端挡圈通过第一轴端固定螺钉与连杆下端固定连接，第二关节轴承的第二轴端挡圈也设置在轴承端盖中，第二轴端挡圈通过第二轴端固定螺钉与连杆上端固定连接。

直线电机的驱动轴向上通过一个六角螺钉与一个滑块底座连接，直线电机的壳体通过一个电机固定螺母固定在电机轴安装孔中。

轴承座和滑块轴承座中的轴承孔为对应的倾斜结构。

本发明的有益效果是，采用六自由度并联机器平台，实现全方位的调整，适合安装在宏机器手的末端，同时可对装配过程中工件的空间位姿进行六个自由度的调整，解决了以往一些微机械手所不能同时满足尺寸、精度、重量以及调整自由度数要求的问题，具体特征包括：

1)是在于电机固定在静平台上，在保证驱动力和负载的情况下，减小了运动部分的运动惯性，同时连杆采用固定长度，其长度可根据动静平台的间距及控制的设计要求而改变，易于小型化。解决了直线电机驱动轴不能承受径向力的要求，通过滑道可以分解连杆传递过来的力，使电机只承受轴向力。

2)是在于滑块轴承座和固定轴承座的轴承孔采用一定的倾斜角度设计，是使微平台在初始位置时，关节轴承的内圈轴孔处于中心位置，这样可使关节轴承的运动范围得到充分的利用，同时也加大了动平台的运动范围。

3)是在于在静平台上直接加工出圆柱形滑道，来代替导轨，可以承受来自各个方向的径向力，降低了制造成本，也减轻了整个平台的重量，更重要的是通过滑道可以承受来自连杆传递来的径向力，从而减小了电机驱动杆因受径向力而导致的弯曲变形，提高了运动精度。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图；

图2是本发明装置的分解结构示意图；

图3是本发明装置中的静平台上表面结构示意图；

图4是本发明装置中的动平台下表面结构示意图；

图5是本发明装置中的一条支链的装配结构示意图