[发明专利]基于两转一移三自由度并联机构的五自由度混联机器人

权利要求书

1.一种基于两转一移三自由度并联机构的五自由度混联机器人，包括一个两转一移三自由度并联机构和一个与所述并联机构串接的具有两自由度的姿态调整机构，其特征在于：

所述两转一移三自由度并联机构包括定平台、上支撑平台、下支撑平台、三个分支组件和动平台组件，所述三个分支组件中结构相同的第一分支组件和第二分支组件处于同一平面内且均穿过所述上支撑平台，与所述上支撑平台用转动铰链连接，第三分支组件穿过所述下支撑平台并与所述下支撑平台用转动铰链连接，所述上支撑平台和所述下支撑平台均与定平台用转动铰链连接；第一分支组件、第二分支组件的前端与动平台用转动铰链连接，第三分支组件的前端与动平台固连；动平台组件包括动平台、第一分支虎克铰座、第二分支虎克铰座、第三分支接合面和定位销，第一分支虎克铰座、第二分支虎克铰座采用整根支撑轴刚性连接，支撑轴与动平台间采用成对角接触轴承转动连接，动平台组件与第三分支组件的联结由定位销和结合面定位；以及

两自由度姿态调整机构包括吸盘、固设在所述吸盘上的C型构件、以及与所述C型构件通过转动铰链连接的A型构件，所述A型构件为一个长方体构件，在所述A型构件的第一端设有与刀柄连接的配合孔，所述配合孔安装进行加工的刀具，在所述A型构件的第二端设有一伸出轴，与位于所述C型构件两侧的圆形通孔形成转动铰链连接从而构成第一个转动自由度，所述C型构件的第一端设有转轴，所述转轴与所述动平台组件的下方圆孔形成转动铰链连接从而构成第二个转动自由度；

所述第三分支组件包括第三分支主体、伺服电机、滚柱导轨、滚珠丝杠组件、长光栅、旋转支座和旋转滑块座，伺服电机、滚珠丝杠组件、滚柱导轨、以及长光栅的布置方式与所述第一分支组件或者第二分支组件相同，所述旋转滑块座与旋转支座用一组角接触球轴承转动连接，旋转支座能绕角接触球轴承的轴线旋转，旋转支座由十字交叉轴承同下支撑平台与转动组件配合孔转动连接，下支撑平台的上下两端转动铰链与定平台间通过圆锥滚子轴承转动连接，两个转动连接的转动副轴线与旋转支座绕圆锥滚子轴承转动的轴线均垂直相交从而构成球铰，旋转滑块座底面连接有双列布置的四个滑块，通过滑块与第三分支的直线导轨连接构成移动副，丝杠与丝杠螺母间通过螺旋运动驱动第三分支旋转支座运动，进而驱动第三分支相对于旋转滑块座的运动。

2.根据权利要求1所述的基于两转一移三自由度并联机构的五自由度混联机器人，其特征在于：所述第一分支组件和第二分支组件均分别包括动平台支撑组件、第一分支主体、第二分支主体、伺服电机、滚柱导轨、丝杠组件、长光栅、丝杠座、转动支座和滑块座，所述丝杠组件的丝杠的第一端通过联轴器与伺服电机的输出端连接，并与丝杠座内的轴承配合，所述丝杠座内的轴承的内圈通过锁紧螺母锁紧，所述丝杠座内的轴承的外圈通过端盖固定，丝杠的第二端通过丝杠座进行支撑，丝杠的中部与固连在转动支座上的丝杠螺母形成螺旋副连接，滑块座与转动支座固连，转动支座由十字交叉轴承同上支撑平台与转动支座的配合孔转动连接，上支撑平台的左右两端转动铰链与定平台间用圆锥滚子轴承转动连接，两个转动连接的转动副轴线垂直相交，构成虎克铰，滑块座与固联在第一分支主体和第二分支主体的两条导轨配合，由丝杠螺母带动进行相对移动，长光栅位于两条导轨之间，并分别与第一分支主体和第二分支主体固连。

3.根据权利要求2所述的基于两转一移三自由度并联机构的五自由度混联机器人，其特征在于：所述动平台支撑组件包括两个虎克铰座和前铰轴，虎克铰座与前铰轴的两端刚性联接，第一分支主体、第二分支主体的前端通过位于分支内部动平台支撑轴组件与转动铰链的连接，从而分别与第一虎克铰座和第二虎克铰座连接，支撑轴与动平台采用双列布置的角接触轴承转动连接。

4.根据权利要求2所述的基于两转一移三自由度并联机构的五自由度混联机器人，其特征在于：所述上支撑平台的两端分布两个转动铰链，中间分布两个安装孔，两个安装孔的两侧分布四个侧孔，两个安装孔能够由第一分支组件及第二分支组件贯穿，所述侧孔能够配合转动支座进行单自由度旋转，上支撑平台两端的转动铰链能与两个支撑组件旋转连接。

5.根据权利要求1或者4所述的基于两转一移三自由度并联机构的五自由度混联机器人，其特征在于：所述下支撑平台的两端分布两个转动铰链，两个转动铰链的中间设置一个用于贯穿第三分支组件安装孔，所述安装孔的两侧设置两个侧孔，两个侧孔能够配合转动支座进行单自由度旋转，下支撑平台两端的转动铰链能与两个支撑组件旋转连接。