[发明专利]一种仿腕关节并联柔顺打磨机器人

说明书

本发明公开了一种仿腕关节并联柔顺打磨机器人，包括支撑基座、可转动支座、中间平台、载荷平台，在可转动支座上分布有三个直线驱动分支机构，各直线驱动分支机构分别与可转动支座活动连接，另一端与中间平台活动连接，所述中间平台与可转动支座通过中间梁相连，所述载荷平台的下端活动连接有直线驱动分支机构，该直线驱动分支机构的另一端与支撑基座活动连接，在载荷平台上安设末端执行器。本发明集并联机构的高刚度，低惯量的优势，以及在极大工作空间内的灵活机动能力融为一体，机器人动平台上装有打磨装置作为末端执行器，末端执行器能像人类手腕一样，具有高度的灵活性和柔顺度，能完成精度要求极高的打磨任务。

技术领域

本发明涉及工件打磨领域，具体涉及一种应用于大尺度复杂结构件的仿腕关节并联柔顺打磨机器人。

背景技术

打磨车间的环境恶劣，嘈杂声，灰尘都非常严重的影响工人身体健康，大部分工人都会患有尘肺病，听力下降等职业病。而且，随着现代化的社会劳动力结构在不断转变，具有自我保护意识的年轻人都会拒绝参加有有害工作的职业，这使得工厂对于打磨作业的操作员的需求越来越大，对打磨机器人的需求越来越迫切。

大型复杂曲面结构件在汽车，航空工业中得到了广泛的应用，这类整体结构件尺寸大，形状精度要求较高，而且在自由曲面的加工过程中，打磨，抛光，去毛刺等工作任务需要保持加工工具与工件直接接触，加工精度与接触力大小，加工速度，以及切削深度紧密相关。因此给工件的打磨抛光带来了巨大的挑战。

将串联机械臂安装在移动平台之上的移动式机械手目前已经用于在工件打磨领域，然而，这种传统的串联打磨机人在执行打磨加工任务时，因为驱动的关节比较多，具有精度和刚度明显不足的缺陷，与串联机器人相比，并联机器人结构更加稳定，承载能力强，并联机器人末端执行器由多个驱动杆支承，载荷由多根杆分担，增强了并联机构的刚度和稳定性；运动控制精度高，并联机构驱动关节少，减少了误差的积累放大，提高了运动精度；运动惯性好，并且容易控制。

因此，有必要开发一种高精度和加工柔顺的仿腕关节并联打磨机器人。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能提高加工精度，容易控制的仿腕关节并联柔顺打磨机器人。

本发明所采用的技术方案为：一种仿腕关节并联柔顺打磨机器人，其特征在于：包括支撑基座、可转动支座、中间平台、载荷平台，在支撑基座上设有可转动支座，所述可转动支座与支撑基座活动连接，在可转动支座上分布有三个直线驱动分支机构，各直线驱动分支机构分别与可转动支座活动连接，另一端与中间平台活动连接，所述中间平台与可转动支座通过中间梁相连，所述中心梁为伸缩式中心梁，所述中间梁的固定杆端与可转动支座活动连接，固定杆端的另一端与中间平台固定连接，中心梁的收缩杆的端头与载荷平台活动连接，所述载荷平台的下端活动连接有直线驱动分支机构，该直线驱动分支机构的另一端与支撑基座活动连接，在载荷平台上安设末端执行器。

按上述技术方案，载荷平台的下端通过两直线驱动分支机构与支撑基座连接，两直线驱动分支机构呈对称分布。

按上述技术方案，三个直线驱动分支机构的一端与中间平台通过球型副活动连接，另一端通过U面副与可转动支座活动连接；两直线驱动分支机构的一端与载荷平台通过球型副活动连接，另一端通过U型副与支撑基座活动连接。

按上述技术方案，所述可转动支座与支撑基座通过U型副活动连接。

按上述技术方案，所述中心梁的固定杆的一端与可转动支座通过U型副连接。

按上述技术方案，三个直线驱动分支机构与可转动支座的周向呈等边三角形分布。

按上述技术方案，所述载荷平台通过U型副与中间梁的伸缩杆连接。

按上述技术方案，所述的直线驱动分支机构通过丝杠螺母副传动，通过伺服电机驱动。