CN102172913A - 一种四自由度解耦混联机器人 - Google Patents

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沈惠平
邓嘉鸣
李云峰
唐玲
朱伟
陆雁翎
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Abstract

一种四自由度解耦混联机器人，包括机架(0)、导轨(1)、滑块(2)、大转臂(3)及二自由度平面并联机构操作手(P3-R5-R6-R7-P4)，其特征是滑块(2)以移动副一(P1)与固定在机架(0)的导轨(1)连接后，又以转动副一(R2)连接大转臂(3)；在大转臂(3)上又安装一个二自由度平面并联机构操作手，它的二个驱动源可以均为移动副或均为转动副，也可以是一个移动副、一个转动副，且其运动平面与转动副一(R2)的轴线共面或平行。该四自由度混联操作手，具有运动学正逆解析解且控制解耦性好、工作空间大、结构紧凑、运动灵活、制造成本低等优点，能实现空间四自由度的操作或加工。

Description

一种四自由度解耦混联机器人
技术领域
本发明涉及一种四自由度数控混联运动操作装备，具体地说是为数控切削加工、各种产业操作提供一种新型高效的数控装置。
背景技术
工业上往往需要各种结构简单、制造成本低的平面型数控操作，例如金属切削加工、焊接、非金属材料切割、测量、喷涂、雕刻等作业，已有的串联机器人操作手结构复杂、刚性差、动态响应性能差，而一般的少自由度并联结构操作手，如各种二自由度平面操作手(如专利申请文献【200420083801.0】、【200710177514.4】等)、三自由度并联操作手(如3-RPS、三平移Delta机构等)，工作空间小；申请人发明的二种平面二自由度滑块驱动型并联机构(专利文献【200910181312.6】、【200910181313.0】)具有大范围作业的优点，但需要调节杆长才能实现大工作空间。混联机构兼有并联机构刚度好、定位精确以及串联机构工作空间大等主要优点；专利文献【03105161.8】提出了一种四自由度混联操作手，但其运动学正解为数值解且工作空间小。本发明提供一种具有运动学正逆解析解且控制解耦性好、易实现大工作空间的四自由度数控并联运动操作装备，其结构简单、操作容易、制造成本低。
发明内容
本发明的一类四自由度混联操作手，包括二种，其技术方案是：一种四自由度解耦混联机器人，包括机架(0)、导轨(1)、滑块(2)、大转臂(3)及二自由度平面并联机构操作手(P3-R5-R6-R7-P4)，滑块(2)以移动副一(P1)与固定在机架(0)的导轨(1)连接后，又以转动副一(R2)连接大转臂(3)；在大转臂(3)上又安装一个二自由度平面并联机构操作手，它的二个驱动源可以均为移动副或均为转动副，也可以是一个移动副、一个转动副，且其运动平面与转动副一(R2)的轴线共面或平行。该四自由度混联操作手的最大特点是具有长方体形的工作空间，其长度取决于导轨(1)的长度，可以很长，从而具有大工作空间。
另一种四自由度解耦混联机器人，包括机架(1)、旋转架(2)、大转臂(3)及二自由度平面并联机构操作手(P3-R5-R6-R7-P4)，其特征是旋转架(2)以转动副一(R1)和机架(1)连接后，又以转动副二(R2)连接大转臂(3)；在大转臂(3)上又安装一个二自由度平面并联机构操作手，它的二个驱动源可以均为移动副或均为转动副，也可以是一个移动副、一个转动副，且其运动平面与转动副一(R1)、转动副二(R2)的轴线共面或平行。该四自由度混联操作手的最大特点是具有整圆柱体形的工作空间，从而工作空间大。
该混联操作手的优点是：均具有运动学正逆解析解且控制解耦性好、易实现大工作空间，且制造容易、结构和操作简便，能实现四自由度数控加工与产业操作。
附图说明
附图1为本发明实施例第一种结构的示意图。
附图2为本发明实施例第二种结构的示意图。
具体实施方式
附图1为本发明实施例第一种结构的示意图。一种四自由度解耦混联机器人，包括机架0、导轨1、滑块2、大转臂3及二自由度平面并联机构操作手P3-R5-R6-R7-P4，滑块2以移动副一P1与固定在机架0的导轨1连接后，又以转动副一R2连接大转臂3；在大转臂3上又安装一个二自由度平面并联机构操作手，即组成平面并联机构操作手的构件一4、构件二5、构件三6、构件四7分别以转动副二R5、转动副三R6、转动副四R7连接后，构件一4、构件四7又分别以移动副二P3、移动副三P4与大转臂3连接，该二自由度平面并联机构操作手的运动平面与转动副一R2的轴线共面。该四自由度解耦混联机器人的驱动源是移动副一P1、转动副一R2以及移动副二P3、移动副三P4。
附图2为本发明实施例第二种结构的示意图。一种四自由度解耦混联机器人，包括机架1、旋转架2、大转臂3及二自由度平面并联机构操作手P3-R5-R6-R7-P4，旋转架2以转动副一R1和机架1连接后，又以转动副二R2连接大转臂3；在大转臂3上又安装一个二自由度平面并联机构操作手，即组成平面并联机构操作手的构件一4、构件二5、构件三6、构件四7分别以转动副二R5、转动副三R6、转动副四R7连接后，构件一4、构件四7又分别以移动副二P3、移动副三P4与大转臂3连接，且该二自由度平面并联机构操作手的运动平面与转动副一R1、转动副二R2的轴线共面。该四自由度解耦混联机器人的驱动源是转动副一R1、转动副二R2以及移动副二P3、移动副三P4。
在上述二个实施例中，作为驱动源的转动副可以是任何伺服旋转马达，而驱动源的移动副可以是作直线运动的滚珠丝杠、同步带、齿轮齿条、直线电机或数字式液气压推杆等直线运动装置；进一步，在上述二个实施例的构件二5上的一点P处安装的操作器，可以是切削铣刀、钻头、割刀、刻刀，又可以是测量头、喷枪、焊枪等，以完成相应的四自由度加工或操作。
综上可知，这二种四自由度解耦混联机器人，均具有运动学正逆解析解且控制解耦性好、结构简单、制造容易、工作空间大、操作方便，为一种新型高效数控装置。

Claims (2)

1.一种四自由度解耦混联机器人，包括机架(0)、导轨(1)、滑块(2)、大转臂(3)及二自由度平面并联机构操作手(P3-R5-R6-R7-P4)，其特征是滑块(2)以移动副一(P1)与固定在机架(0)的导轨(1)连接后，又以转动副一(R2)连接大转臂(3)；在大转臂(3)上又安装一个二自由度平面并联机构操作手，它的二个驱动源可以均为移动副或均为转动副，也可以是一个移动副、一个转动副，且其运动平面与转动副一(R2)的轴线共面或平行。
2.一种四自由度解耦混联机器人，包括机架(1)、旋转架(2)、大转臂(3)及二自由度平面并联机构操作手(P3-R5-R6-R7-P4)，其特征是旋转架(2)以转动副一(R1)和机架(1)连接后，又以转动副二(R2)连接大转臂(3)；在大转臂(3)上又安装一个二自由度平面并联机构操作手，它的二个驱动源可以均为移动副或均为转动副，也可以是一个移动副、一个转动副，且其运动平面与转动副一(R1)、转动副二(R2)的轴线共面或平行。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102794760A (zh) * 2012-06-08 2012-11-28 常州大学 一种四自由度数控机械手
CN104526687A (zh) * 2015-01-20 2015-04-22 江南大学 一种三移一转四自由度解耦并联机构
CN104552279A (zh) * 2015-01-20 2015-04-29 江南大学 一种1t&(2r)&1r四自由度解耦混联机构
CN104626126A (zh) * 2015-01-21 2015-05-20 江南大学 一种(1t1r)&1t1r四自由度解耦混联机构
CN104690714A (zh) * 2015-01-20 2015-06-10 江南大学 一种(2t)&1t1r四自由度解耦混联机构
CN105563461A (zh) * 2014-11-07 2016-05-11 江南大学 一种(2t1r)&(1t1r)五自由度解耦混联机构
CN105598948A (zh) * 2016-01-26 2016-05-25 江南大学 一种2r1t模块化混联机器人机构
CN105751206A (zh) * 2016-05-11 2016-07-13 江南大学 基于混联的物流分拣机器人机构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1439492A (zh) * 2003-03-06 2003-09-03 天津大学 四自由度混联机器人
CN1535799A (zh) * 2003-04-10 2004-10-13 哈尔滨工业大学 一种平面并联压电智能杆机构
CN101104272A (zh) * 2007-08-16 2008-01-16 上海交通大学 二自由度平面并联机器人机构
CN101444914A (zh) * 2008-11-19 2009-06-03 浙江工业大学 三自由度拟人并联机械臂
CN101691033A (zh) * 2009-10-13 2010-04-07 济南大学 悬链涂装线上汽车车轮装卸机器人

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1439492A (zh) * 2003-03-06 2003-09-03 天津大学 四自由度混联机器人
CN1535799A (zh) * 2003-04-10 2004-10-13 哈尔滨工业大学 一种平面并联压电智能杆机构
CN101104272A (zh) * 2007-08-16 2008-01-16 上海交通大学 二自由度平面并联机器人机构
CN101444914A (zh) * 2008-11-19 2009-06-03 浙江工业大学 三自由度拟人并联机械臂
CN101691033A (zh) * 2009-10-13 2010-04-07 济南大学 悬链涂装线上汽车车轮装卸机器人

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102794760A (zh) * 2012-06-08 2012-11-28 常州大学 一种四自由度数控机械手
CN105563461A (zh) * 2014-11-07 2016-05-11 江南大学 一种(2t1r)&(1t1r)五自由度解耦混联机构
CN104526687A (zh) * 2015-01-20 2015-04-22 江南大学 一种三移一转四自由度解耦并联机构
CN104552279A (zh) * 2015-01-20 2015-04-29 江南大学 一种1t&(2r)&1r四自由度解耦混联机构
CN104690714A (zh) * 2015-01-20 2015-06-10 江南大学 一种(2t)&1t1r四自由度解耦混联机构
CN104626126A (zh) * 2015-01-21 2015-05-20 江南大学 一种(1t1r)&1t1r四自由度解耦混联机构
CN105598948A (zh) * 2016-01-26 2016-05-25 江南大学 一种2r1t模块化混联机器人机构
CN105751206A (zh) * 2016-05-11 2016-07-13 江南大学 基于混联的物流分拣机器人机构
CN105751206B (zh) * 2016-05-11 2017-11-17 江南大学 基于混联的物流分拣机器人机构

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