[实用新型]一种新型串并混联机器人

说明书

技术领域

本发明属于工业机器人领域，具体涉及一种兼具灵活性和柔性的新型串并混联机器人。

背景技术

当今世界竞争日益激烈，为提高生产效率和竞争能力，许多企业已采用先进的工业机器人。目前工业机器人主要有串联机器人、并联机器人和既含有串联又含有并联的混联机器人三种形式。串联机器人具有工作范围大，姿态调整灵活的优点，但其不足是刚度差、控制精度较低。并联机器人的特点则正好相反，并联机器人刚度高，控制精度高，易实现高速控制，其不足在于工作范围较小，灵活性和柔性相对较差。混联机器人则兼具有串联机器人和并联机器人的特点，在工业机器人领域具有巨大的应用前景。

已有的混联机器人中，大部分并联机构与串联机构通过直线驱动单元连接。如专利201310188523.9的《串并混联式三自由度平动搬运机构》其串联结构为直线驱动单元，使的整个机构无法实现大转角，高灵活的转动。专利201410670205.0的《三自由度串并混联关节成形手术机器人》，其串联机构和并联机构垂直安装，直线驱动单元驱动竖直串联机构，从而带动并联机构在竖直方向运动，无法使机构产生转动，大大的降低了机构的灵活性。专利01145160.2的《仅含转动副的二自由度平动并联机器人机构》，提出一种仅含转动副的并联机器人机构，把该机构机架安装在移动副上，可实现三自由度的运动，该机构中，驱动单元为两个伺服电机，2个作为驱动的转动副安装在机架上，通过平行四边形支链结构实现动平台的平动，导致并联结构相对复杂，安装，调试困难。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型串并混联机器人，以解决现有混联结构工作空间小，灵活性不高，结构复杂，安装调试困难的问题。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：

一种新型串并混联机器人，其特征在于，包括定平台、串联运动单元、并联运动单元和动平台，所述的串联运动单元使用旋转电机通过齿轮带动带动直线电机固定板，沿着所述的定平台上的弧形导轨做弧形运动，所述的并联运动单元使用安装在直线电机固定板上的双动子直线电机，通过运动支链驱动所述的动平台做水平和垂直运动。

所述的定平台包括弧形导轨支架、弧形导轨、支架腿、旋转电机座、旋转电机支架，所述的弧形导轨固定在所述的弧形导轨支架上，所述的旋转电机支座安装在所述的弧形导轨支架上方，所述旋转电机支座包括三个子支座，三个支座中间部分连接处为旋转电机支架，三个子支座成120度均匀安装在弧形导轨支架上，所述的支架腿位于弧形导轨支架下方，安装固定在地面上，也可以位于弧形导轨支架上方，悬挂在固定物上使定平台固定。

进一步地，所述的弧形导轨为弧形滚珠导轨或弧形滚轮导轨，即与弧形导轨配适的滑块为滚珠滑块或滚轮滑块，能够沿着弧形导轨360度滚动。

进一步地，所述的支架腿为液压伸缩杆或气压伸缩杆，根据实际工作需求调整支架腿的高度和长度，增加了该机器人工作范围。

所述的串联运动单元包括旋转电机、齿轮组、滑块、直线电机固定板。所述的旋转电机安装在旋转电机支架上，所述的齿轮组为一组行星齿轮，包括一个主动齿轮（太阳轮），2个从动齿轮（行星轮），所述的主动齿轮安装在旋转电机上，所述的2个从动齿轮安装在直线电机固定板上，2个从动齿轮对称分布在主动齿轮两侧，所述主动齿轮（太阳轮）与从动齿轮（行星轮）通过轮齿啮合，构成行星齿轮系，直线电机固定板安装在两个滑块上，2个滑块以定平台中心对称安装在弧形导轨上，直线电机固定板在旋转电机驱动下，产生转动扭矩，带动滑块可沿着定平台上的弧形导轨做弧形运动。

 所述的并联运动单元包括双动子直线电机、2组支链，双动子直线电机安装在直线电机固定板上，所述的双动子直线电机包括定子和设置在定子上的2个动子，每个动子通过一组支链与动平台连接，支链以连杆方式用铰链或转动副连接起来，双动子直线电机通过2组支链驱动动平台做水平和竖直方向的运动。双动子直线电机驱动第一动子和第二动子在定子上运动，通过第一支链、第二支链的连杆带动动平台运动，其运动实现方式如下：两个动子同速同向运动时，能够实现动平台水平方向的运动；两个动子反向同速运动时，能够实现动平台竖直方向的运动；两个动子同向异速、反向异速运动时，能够实现动平台二自由度的运动。

进一步地，所述的每组支链设置有1~4根连杆，至少1根，根据实际刚性需求增加连杆的数量和宽度，不管各支链的连杆增加了几根，为了提高动平台运动的平稳性，各支链的连杆相互平行。

进一步地，所述的连杆为一定范围内长度可调的伸缩杆，根据实际工作要求进行调整，调整后的各连杆长度相等。