專利名稱：一種六自由度并聯(lián)微動機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及微動機器人領(lǐng)域，特別是涉及ー種六自由度并聯(lián)微動機器人。
背景技術(shù)：
并聯(lián)微動機器人運動精細、分辨率高，具有亞微米至納米級的定位精度，在精密加エ、電子封裝、精細化工、光纖對接、生物和遺傳工程、材料科學(xué)、毫微平面印刷和航空航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。哈爾濱エ業(yè)大學(xué)研制了一臺基于Stewart平臺變異結(jié)構(gòu)的六自由度并聯(lián)微動機器人，北京航空航天大學(xué)研制了一臺基于DELTA機構(gòu)的并聯(lián)微動機器人，澳門大學(xué)提出了一種正交結(jié)構(gòu)的三自由度并聯(lián)微動機器人，燕山大學(xué)研制了并聯(lián)六自由度機器人誤差補償器，河北エ業(yè)大學(xué)研制了正交解耦結(jié)構(gòu)六自由度并聯(lián)微動機器人，這 些研究成果存在的主要問題是有的位移解耦性差，有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工困難，有的標(biāo)定困難，有的工作空間太小。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的在于提供ー種六自由度微動機器人，這種微動機器人具有結(jié)構(gòu)緊湊，微位移解耦，算法簡單和工作空間大的優(yōu)點，能實現(xiàn)無摩擦、無間隙、無滯后和高分辨率的六個自由度的微運動。本實用新型是所采用的技術(shù)方案是這種各向同性的六自由度并聯(lián)微動機器人由基座、運動平臺和連接二者的六條結(jié)構(gòu)相同的運動支鏈組成。所述運動支鏈由平行板柔性移動副、壓電陶瓷微位移驅(qū)動器、兩端分別帶有柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈的連桿、一端帶有柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈的推桿及兩端分別帶有柔性球鉸的支柱組成。其中，平行板柔性移動副為框架結(jié)構(gòu)，壓電陶瓷微位移驅(qū)動器安放在平行板柔性移動副框架結(jié)構(gòu)的中部，連桿的一端通過柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈與平行板柔性移動副連接，連桿的另一端通過另ー柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈與推桿的側(cè)面連接，推桿的一端通過柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈與基座連接，另一端通過柔性球鉸與支柱連接，支柱的另一端通過柔性球鉸與運動平臺連接，推桿起到杠桿的作用，放大了壓電陶瓷微位移驅(qū)動器的輸出位移。所述六條運動支鏈分為三組，每組兩條，分別沿空間三個相互垂直的方向布置，且三組支路的對稱中面相互垂直。通過六個壓電陶瓷微位移驅(qū)動器驅(qū)動對應(yīng)的平行板柔性移動副，可實現(xiàn)微動機器人運動平臺無摩擦、無間隙、無滯后和高分辨率的六個自由度的微運動。微動機器人本體是由ー塊鋼還一次加工成型的非組裝件。

圖I是六自由度并聯(lián)微動機器人結(jié)構(gòu)圖；圖2是運動支鏈結(jié)構(gòu)圖。在圖I、圖2中，I.基座，2.運動平臺，3.運動支鏈，4.平行板柔性移動副，5.壓電陶瓷微位移驅(qū)動器，6、7、9.柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈，8.連桿，10.推桿，11、12.柔性球鉸，13.支柱。
具體實施方式
圖I和圖2是本實用新型公開的ー個實施例，這種六自由度并聯(lián)微動機器人由基座I、運動平臺2和連接二者的六條結(jié)構(gòu)相同的運動支鏈3組成。所述運動支鏈3由平行板柔性移動副4、壓電陶瓷微位移驅(qū)動器5、兩端分別帶有柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈(6、7)的連桿8、一端帶有柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈9的推桿10及兩端分別帶有柔性球鉸(11、12)的支柱13組成。其中，平行板柔性移動副4為框架結(jié)構(gòu)，壓電陶瓷微位移驅(qū)動器5安放在平行板柔性移動副框架結(jié)構(gòu)的中部，連桿8的一端通過柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈6與平行板柔性移動副4連接，另一端通過柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈7與推桿10的側(cè)面連接，推桿10的一端通過柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈9與基座I連接，另一端通過柔性球鉸11與支柱連接，支柱的另一端通過柔性球鉸12與運動平臺2連接。推桿10起到杠桿的作用，放大了壓電陶瓷微位移驅(qū)動器5的輸出位移。所述六條運動支鏈3分為三組，每組兩條，分別沿空間三個相互垂直的方向布置，且三組支路的對稱中面相互垂直。通過六個壓電陶瓷微位移驅(qū)動器驅(qū)動對應(yīng)的平行板柔性移動副，可實現(xiàn)微動機器人運動平臺六個自由度的微動。這種微動機器人的本體是由ー塊鋼坯一次加工成型的非組裝件，具有結(jié)構(gòu)緊湊，微位移解耦，算法簡單和工作空間大的優(yōu)點，能實現(xiàn)無摩擦、無間隙、無滯后和高分辨率的六個自由度的微運動，可廣泛應(yīng)用于精密加工、電子封裝、精細化工、光纖對接、生物和遺傳工程、材料科學(xué)、毫微平面印刷和航空航天等精細操作與加工領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.ー種六自由度并聯(lián)微動機器人，包括基座(I)、運動平臺(2)和連接二者的六條結(jié)構(gòu)相同的運動支鏈(3)，所述運動支鏈由平行板柔性移動副(4)、壓電陶瓷微位移驅(qū)動器(5)、兩端分別帶有柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈(6、7 )的連桿(8 )、一端帶有柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈(9 )的推桿(10 )及兩端分別帶有柔性球鉸(11、12)的支柱(13)組成，其特征是連桿(8)的一端通過柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈(6)與平行板柔性移動副(4)連接，另一端通過柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈(7)與推桿(10)的側(cè)面連接，推桿(10 )的一端通過柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈(9 )與基座(I)連接，另一端通過柔性球鉸(11)與支柱連接，支柱的另一端通過柔性球鉸(12)與運動平臺(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的六自由度并聯(lián)微動機器人，其特征是所述六條運動支鏈分為三組，每組兩條，分別沿空間三個相互垂直的方向布置，且三組支路的對稱中面相互垂直。
專利摘要一種六自由度并聯(lián)微動機器人，包括基座、運動平臺和連接二者的六條結(jié)構(gòu)相同的運動支鏈。所述六條運動支鏈分為三組，每組兩條，分別沿空間三個相互垂直的方向布置，且三組支路的對稱中面相互垂直。所述運動支鏈由平行板柔性移動副、壓電陶瓷微位移驅(qū)動器、兩端分別帶有柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈的連桿、一端帶有柔性轉(zhuǎn)動鉸鏈的推桿及兩端分別帶有柔性球鉸的支柱組成。本實用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊，微位移解耦，算法簡單和工作空間大的優(yōu)點，能實現(xiàn)無摩擦、無間隙、無滯后和高分辨率的六個自由度的微運動，可廣泛應(yīng)用于機械工程、電子封裝、精細化工、光纖對接、生物和遺傳工程等精細操作與加工領(lǐng)域。
文檔編號B25J9/08GK202428438SQ20122001205
公開日2012年9月12日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者張旭輝, 金振林 申請人:燕山大學(xué)