[发明专利]过约束五自由度混联机器人

摘要

一种过约束五自由度混联机器人，包括固定架、动平台、连接于动平台末端的两自由度定位头以及设置在固定架与动平台之间的第一支链、第二支链和第三支链。第三支链包括由第一外圈和第一内圈组成的第一铰链设置在固定架中间部位，第三长度调节装置通过第一铰链并与其构成移动副设置在固定架上，其末端与动平台固接，第一、第二支链均包括转动叉、长度调节装置、T形铰和转动圈；第一、第二支链的转动叉关于第一铰链对称布置在固定架的左右两侧，且第一、第二支链均通过各自的转动叉转动连接于固定架，通过各自的转动圈转动连接于第一内圈。本发明结构紧凑，设计巧妙，为过约束机构，整机刚度好、精度高，运动学求解简单，便于控制，具有大的工作空间机架体积比。

主权项

一种过约束五自由度混联机器人，包括：包括固定架（4）、动平台（5）、连接于动平台（5）末端的两自由度定位头（6）以及设置在所述固定架（4）与动平台（5）之间的第一支链（1）、第二支链（2）和第三支链（3），其特征在于：所述第三支链（3）贯穿的设置在固定架（4）的中心部位，包括：由外圈（36）和内圈（35）构成的具有两个转动自由度的第一铰链、固定在所述内圈（35）内周面上的滑块（37）、第三长度调节装置以及与所述滑块（37）相对应且固定设置在第三长度调节装置上的导轨（38），所述外圈（36）通过具有一个转动自由度的铰链连接在固定架（4）的中心部位，所述内圈（35）的前端通过具有一个转动自由度的铰链与外圈（36）相连，连接所述外圈（36）和固定架（4）的转动轴线与连接所述内圈（35）和外圈（36）的转动轴线垂直相交，所述的导轨（38）与固定在所述内圈（35）内周面上的滑块（37）滑移的连接，使所述第三长度调节装置（32）与所述内圈（36）构成移动副，所述的第三长度调节装置由中间两侧开有槽孔的圆管（32）、固接在圆管（32）顶端的电机（31）、设置在圆管（32）内部且与电机（31）输出轴连接的丝杆（33）以及与内圈（35）固接且与所述丝杆（33）形成丝杆螺旋副的丝杆螺母（34）组成。所述圆管（32）的末端与动平台（5）固接。所述的第一支链（1）和第二支链（2）结构相同，均包括转动叉（12）、通过具有一个转动自由度的铰链连接在转动叉（12）的凹槽内的长度调节装置（13）、固接在长度调节装置（13）顶端的驱动装置（11）以及固接在长度调节装置（13）末端的T形铰（14），所述的转动叉（12）的底端通过具有一个转动自由度的铰链与所述的固定架（4）相连，连接所述转动叉（12）和固定架（4）的转动轴线与连接所述长度调节装置（13）与转动叉（12）的转动轴线垂直相交，所述的第一支链（1）中的T形铰（14）通过具有一个转动自由度的铰链与第一转动圈（15）相连，所述的第二支链（2）中的T形铰（14）通过具有一个转动自由度的铰链与第二转动圈（25）相连，所述第一转动圈（15）和第二转动圈（25）均通过具有一个转动自由度的铰链与内圈（35）相连。