[实用新型]一种少自由度高精度腕关节机构

说明书

本实用新型公开了一种少自由度高精度腕关节机构，其特征在于包括静平台、支链、动平台、动平台基底以及驱动电机，所述驱动电机固连在静平台上，所述支链的输入端连接静平台，输出端连接动平台，且支链之间的运动副轴线相交于一点，可以形成完整的运动中心，所述动平台基底固定安装在动平台上，本实用新型采用一种少自由度高精度腕关节机构，结构对称设计，运动灵活、载能力强、精度高、设计合理，具有良好的加工和装配工艺等优点。

技术领域

本实用新型涉及并联机器人机构领域，更具体的说，尤其涉及一种少自由度高精度腕关节机构。

背景技术

随着工业生产规模不断扩大，大量流水线作业对操作工人的需求量大大增加，而劳动力成本的不断提高，制约着企业的发展，采用工业机械人代替人工作业，将大大降低企业对人工作业的依赖，在工业生产线中，为了提高生产效率，实际生产过程中通常需要同时对多个物件进行抓取并将其准确放到其他地方加工处理，而工业机器人末端的灵活性和精度直接影响到工作效率和目标，其中腕关节机构的合理设计是提高机器人效率和寿命的重要内容。目前应用在机器人上的腕关节并联机构支链采用大尺寸设计，虽然使得腕关节并联机构能够获得需要的工作空间，但是由于支链的尺寸过大会不得不影响到周围的工作环境问题，并且针对3-RRP腕关节并联机构杆件之间最后的移动副由于装配和外力的作用会导致移动副处产生变形和滑移，对高精度场合的工作环境并不适用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的腕关节并联机构的支链采用大尺寸涉及导致的各种问题，提出了一种少自由度高精度腕关节机构,采用以弧形杆为基础的齿轮杆作为支链的一部分，由于结构的原因可使得齿轮杆相交于普通杆件拥有更为紧凑的结构空间，缩小了整个机构的尺寸；各个圆弧杆的圆心和转动副相交于一点，可使得腕关节并联机构运动空间交于一点，提高了整个机构的灵活性；本机构采用齿轮啮合作为3-RRP腕关节并联机构的移动副，因为齿轮啮合具有极高的精度，可使得本机构具有高精度特性，适合高精度的工作环境下工作。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种少自由度高精度腕关节机构，包括静平台、支链、动平台、动平台基底以及驱动电机，

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电机；

所述支链设置有三个且三个支链分别对应设置在三个腕基座的竖直侧板的内侧；所述支链包括主动杆、推力球轴承、被动杆、第一齿轮、第二齿轮、套筒和深沟球轴承，三个支链的组成结构完全相同，所述主动杆包括竖直驱动板、倾斜轴承连接板，所述竖直驱动板上端与倾斜轴承连接板焊接连接，竖直驱动板设置在腕基座的竖直侧板内侧，驱动电机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，所述推力球轴承一端面固连在倾斜轴承连接板的内侧，推力球轴承的另一个端面连接被动杆，所述被动杆包括圆柱块、支撑架、和中间轴，圆柱块的一个端面固定在推力球轴承的另一个端面上，所述支撑架的两条侧边垂直于圆柱块的侧面，支撑架的底端嵌入圆柱块底端的凹口处，每个支撑架的侧面端部设置有圆形通孔，中间轴穿插在圆形通孔中，且圆形通孔的中心线与中间轴的中心线互相重合，所述第一齿轮和第二齿轮的模数和齿数均相同，第一齿轮的一侧贴合在支撑架的一条侧边，第二齿轮的一侧贴合在支撑架的另一条侧边，第一齿轮和第二齿轮的内圈设置通孔安装在中间轴上，外圈部分与动平台连接，第一齿轮和第二齿轮之间等距离设置一个深沟球轴承，所述深沟球轴承的内圈中心与中间轴的中心线互相重合，外圈部分与动平台连接，深沟球轴承与第一齿轮和第二齿轮之间分别设置套筒连接，所述套筒为圆柱形通孔，套筒一端与齿轮的一侧贴合，另一端与深沟球轴承的内圈贴合，套筒的中心与中间轴的中心线互相重合；