[实用新型]一种三自由度腕关节并联机构

说明书

本实用新型公开了一种三自由度腕关节并联机构，包括静平台、驱动杆、中间杆、动平台以及驱动装置，其中驱动杆、中间杆以及动平台之间的空间独立，相互不产生干涉，三者的轴线汇交于一点，具有完整的球面工作空间，所述驱动装置固定安装在静平台上，所述中间杆滑连在动平台相连而置，其中，在每一条支链中，所述静平台与驱动杆之间具有一个转动副，所述驱动杆与中间杆之间具有一个转动副，所述中间杆与动平台之间具有一个移动副，采用本实用新型的三自由度腕关节并联机构，能够实现转动轴线相交于一点的三转动的自由度运动，且结构简单对称、刚度和精度较高、易于控制。

技术领域

本实用新型涉及腕关节机器人领域，更具体的说，尤其涉及一种三自由度腕关节并联机构。

背景技术

随着社会的发展，科技的进步，现代工业设计已愈发成熟，在现代工业化的生产过程中，由于机器的自动化程度越来越高，因此机器代替人工的现象越来越多。机器人属于现代化机器的一种代表，机器人被广泛地用在餐饮、商场、企业等众多地方，而为了达到机器人对产品进行多方位、高精度地加工地要求，就需要一种能配合机器人进行多方位、高精度加工并且小型化和整体化地机器人腕关节并联机构，其中腕关节并联机构结构的合理设计是提高工作空间和结构刚度的重要基础。而目前大多数机器人上的腕关节并联机构工作空间虽然能达到类似人体腕关节真实的活动角度，但是整体结构却非常的大，不仅增大了制造成本的费用，也对实际工作环境有严格的要求，并且市场上有的机器人在抓取东西时，其腕关节并不能很好的保证工作时候运动中心汇交于一点，因此就会带来工作的精度不能保证，变形量大，刚度也不能够达到安全的范围。基于此，本实用新型设计了一种共旋转中心的腕关节并联机构，该机构采用弧形杆作为支链一部分，目的是为了缩小整体尺寸，且能够实现转动轴线相交于一点的三转动的自由度运动，且结构简单对称、刚度和精度较高、易于控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的机器人腕关节并联机构的尺寸较大，制造成本高，对环境要求高的问题，提出了一种三自由度腕关节并联机构，采用弧形杆作为支链一部分，能够实现转动轴线相交于一点的三转动的自由度运动，且结构简单对称、刚度和精度较高、易于控制。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种三自由度腕关节并联机构，包括静平台、驱动杆、中间杆、动平台和驱动装置，

所述静平台包括腕基座和腕基座连接件，所述腕基座连接件为圆形，腕基座呈L型且腕基座设置有结构完全相同的三个，所述腕基座设置有水平横板和竖直侧板，三个腕基座的水平横板均与腕基座连接件固定连接，腕基座沿圆周方向均匀环绕在腕基座连接件周围；每个腕基座的竖直侧板的外侧固定有一个驱动装置；

所述驱动杆设置有三个且三个驱动杆对应设置在三个腕基座的竖直侧板的内侧；所述驱动杆包括竖直驱动板、倾斜轴承连接板和推力球轴承，所述倾斜轴承连接板下端与竖直驱动板上端固定连接，竖直驱动板设置在腕基座的竖直侧板内侧，驱动装置的驱动端穿过竖直侧板后与竖直驱动板固定连接，倾斜轴承连接板向远离竖直侧板的一侧倾斜，推力球轴承的一个侧面安装在倾斜轴承连接板远离竖直侧板的侧面上；每个驱动杆的推力球轴承的另一个侧面连接一个中间杆；

所述中间杆包括圆柱形块、U型架、圆柱滚轮和滚轮轴，圆柱形块的一个侧面固定在推力球轴承的侧面上，U型架的底边固定在圆柱形块的另一个侧面上，所述U型架的两条侧边垂直于圆柱形块的侧面，每个U型架的侧面端部设置有一个轴心线与圆柱形块的侧面相平行的滚轮轴，每个滚轮轴上安装一个圆柱滚轮，两个圆柱滚轮均设置在U型架侧边的内侧且两个圆柱滚轮的轴心线重合；

所述动平台包括圆弧轨道杆、圆弧连接件、动平台连接件和气爪手基座，所述圆弧轨道杆设置有三个，每个圆弧轨道杆上均设置有一条圆弧轨道槽，每个中间杆上的两个圆柱滚轮设置在一个圆弧柜导杆的圆弧轨道槽上，中间杆的U型架的两条侧边限制两个圆柱滚轮沿着圆弧柜导杆的圆弧轨道槽运动；三个圆弧轨道杆的上端均与圆弧连接件固定连接，三个圆弧轨道杆沿圆周方向均布在圆弧连接件四周，三条圆弧轨道杆的下端均通过动平台连接件固定连接在气爪手基座上。