專利名稱：3-2-1結(jié)構(gòu)三維移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，特別是涉及一種3-2-1結(jié)構(gòu)的三維 移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)八十年代以來，為了克服串聯(lián)結(jié)構(gòu)的機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛度低、 慣性大等不足，人們把注意力轉(zhuǎn)向了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，這種機(jī)器人通常 由基座、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和以并聯(lián)方式連接兩者的多條運(yùn)動(dòng)支鏈組成，其所有驅(qū) 動(dòng)電機(jī)都可以安裝在基座上或基座附近，使它與串聯(lián)結(jié)構(gòu)的機(jī)器人相比具 有一些獨(dú)特的性能，如剛度大、結(jié)構(gòu)緊湊和動(dòng)力學(xué)性能好等。斯帝瓦特 (Stewart)平臺(tái)是最典型的六自由度并聯(lián)機(jī)器人，這種機(jī)器人由運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 和基座和連接兩者的六條可伸縮運(yùn)動(dòng)支鏈組成，通過六個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈的伸縮 運(yùn)動(dòng)使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)任意位置與姿態(tài)的六維空間運(yùn)動(dòng)，該種機(jī)器人亦即具 有六個(gè)自由度。但是，現(xiàn)代生產(chǎn)中的許多實(shí)際操作并聯(lián)機(jī)器人只需要具有 部分自由度，這類并聯(lián)機(jī)器人相對(duì)六自由度并聯(lián)機(jī)器人稱為少自由度并聯(lián) 機(jī)器人，如分別具有二、三、四和五自由度的并聯(lián)機(jī)器人。在少自由度并 聯(lián)機(jī)器人中，三自由度三維移動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人并不多見，DELTA機(jī)器人是最為 典型的少自由度并聯(lián)機(jī)器人，它是一種三自由度三維移動(dòng)機(jī)器人，已成功 應(yīng)用于工業(yè)中的許多場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種3-2-1結(jié)構(gòu)的三維移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，該機(jī) 器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于汽車、電子、 核工業(yè)和航空航天等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是將六條兩端代有球鉸的等長(zhǎng)剛性支桿按 3、 2、 1分為三組，各組的剛性支桿一端的球鉸分別與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相聯(lián)，另一 端的球鉸分別與對(duì)應(yīng)的三個(gè)連接件相聯(lián)，三個(gè)連接件分別安裝在對(duì)應(yīng)的三 個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的滑臺(tái)上，所述直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元由AC伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、滾珠絲杠螺母副、滑臺(tái)和滑臺(tái)座等組成，工具或夾具安裝在運(yùn)動(dòng)平 臺(tái)上，三個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元安裝在基座上并呈交叉布置，通過三個(gè)直線
移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的AC伺服電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的滾珠絲杠帶動(dòng)滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的三維移動(dòng)。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高和承載能力強(qiáng)等 優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域需要三維移動(dòng)的作業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1為3-2-1結(jié)構(gòu)三維移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)圖。
在圖1中，l.基座，2.第一連接件，3.第三連接件，4.運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，5. 工具或夾具，6.剛性支桿，7.第二連接件，8.滾珠絲杠螺母副，9. AC伺服 電機(jī)，IO.聯(lián)軸器，ll.滑臺(tái)座，12.滑臺(tái)。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明公開的一個(gè)實(shí)施例，這種3-2-1結(jié)構(gòu)三維移動(dòng)工業(yè)機(jī)器 人包括基座l、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4和工具或夾具5、六條兩端代有球鉸的剛性支桿 6、三個(gè)連接件(2、 3、 7)和三個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。所述直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng) 單元由滾珠絲杠螺母副8、 AC伺服電機(jī)9、聯(lián)軸器IO、滑臺(tái)座ll、滑臺(tái)12 等組成，滾珠絲杠螺母副8的螺母與滑臺(tái)12固聯(lián)，滾珠絲杠螺母副8的滾 珠絲杠通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與滑臺(tái)座11相聯(lián)，AC伺服電機(jī)9安裝在滑臺(tái)座11上， 滾珠絲杠螺母副8的滾珠絲杠通過聯(lián)軸器10與AC伺服電機(jī)9的輸出軸相 聯(lián)。所述三個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)相同。三個(gè)連接件(2、 3、 7)分別安 裝在對(duì)應(yīng)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的滑臺(tái)12上，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4上安裝工具或夾具5， 三個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元安裝在基座1上并呈交叉布置。六條剛性支桿6等 長(zhǎng)，六條剛性支桿6按3、 2、 1分為第一、第二、第三組，第一組的三條 剛性支桿6的一端球鉸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4相聯(lián)，另一端的球鉸與第一連接件2 相聯(lián)，與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4相聯(lián)的三個(gè)球鉸的中心和與第一連接件2相聯(lián)的三個(gè) 球鉸的中心分別位于兩個(gè)正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，且所述兩個(gè)正三角形邊 長(zhǎng)相等。第二組的二條剛性支桿6的一端的球鉸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4相聯(lián)，另一 端的球鉸與第二連接件7相聯(lián)，與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4相聯(lián)的二個(gè)球鉸的中心距離與所對(duì)應(yīng)的與第二連接件7相聯(lián)的二個(gè)球鉸的中心距離相等；第三組的剛
性支桿6的一端球鉸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4相聯(lián)，另一端球鉸與第三連接件3相聯(lián)。 通過三個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的AC伺服電機(jī)9分別驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的滾珠絲杠帶動(dòng) 滑臺(tái)12的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4的三維移動(dòng)。
權(quán)利要求
1. 一種3-2-1結(jié)構(gòu)三維移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，包括基座(1)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)和工具或夾具(5)，所述工具或夾具(5)安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)上，其特征是六條兩端帶有球鉸的等長(zhǎng)剛性支桿(6)按3、2、1分為第一、第二、第三組，第一組的三條剛性支桿(6)的一端球鉸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)相聯(lián)，另一端的球鉸與第一連接件(2)相聯(lián)；第二組的二條剛性支桿(6)的一端球鉸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)相聯(lián)，另一端的球鉸與第二連接件(7)相聯(lián)；第三組的剛性支桿(6)的一端球鉸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)相聯(lián)，另一端球鉸與第三連接件(3)相聯(lián)；第一連接件(2)、第二連接件(7)和第三連接件(3)分別安裝在三個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的滑臺(tái)(12)上，三個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元在基座(1)上呈交叉布置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的3-2-1結(jié)構(gòu)三維移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，其特征是: 對(duì)應(yīng)第一組的三條剛性支桿，與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)相聯(lián)的三個(gè)球鉸的中心和與 第一連接件(2)相聯(lián)的三個(gè)球鉸的中心分別位于兩個(gè)正三角形的三個(gè)頂點(diǎn) 上，且所述兩個(gè)正三角形邊長(zhǎng)相等；對(duì)應(yīng)第二組的二條剛性支桿，與運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)(4)相聯(lián)的二個(gè)球鉸的中心距離與所對(duì)應(yīng)的與第二連接件(7)相聯(lián) 的二個(gè)球鉸的中心距離相等。
全文摘要
本發(fā)明公開一種3-2-1結(jié)構(gòu)三維移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，其特征是六條兩端帶有球鉸的等長(zhǎng)剛性支桿(6)按3、2、1分為第一、第二、第三組，第一組的三條剛性支桿(6)的一端球鉸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)相聯(lián)，另一端的球鉸與第一連接件(2)相聯(lián)；第二組的二條剛性支桿(6)的一端球鉸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)相聯(lián)，另一端的球鉸與第二連接件(7)相聯(lián)；第三組的剛性支桿(6)的一端球鉸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)相聯(lián)，另一端球鉸與第三連接件(3)相聯(lián)；第一連接件(2)、第二連接件(7)和第三連接件(3)分別安裝在三個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的滑臺(tái)(12)上，三個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元在基座(1)上呈交叉布置。通過三個(gè)直線移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(4)的三維移動(dòng)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于汽車、電子、核工業(yè)和航空航天等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B25J9/16GK101417423SQ20081007990
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月22日
發(fā)明者王躍靈, 金振林, 峰 高 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)