一種二平移二轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)器人裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種并聯(lián)機(jī)器人操作手的執(zhí)行裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)機(jī)構(gòu)在機(jī)器人、虛擬軸機(jī)床、坐標(biāo)測量機(jī)、仿真平臺、并聯(lián)結(jié)構(gòu)的機(jī)械手等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，它具有結(jié)構(gòu)剛性大、運(yùn)動速度高、誤差不疊加等獨特性，可使測量精度及測量效率等性能得到很大改善。目前，對于6-SPS和6-RSS機(jī)構(gòu)來說，其末端執(zhí)行器的空間位姿比較靈活，但由于該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，致使其末端執(zhí)行器的求解和應(yīng)用較困難。在工業(yè)應(yīng)用中，常要求具有2-5自由度的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，例如實現(xiàn)空間三平移功能的Delta操作手，已在高速抓放、定位裝配、搬運(yùn)、分揀、上下料等工藝上發(fā)揮了很好的作用；而具有二平移二轉(zhuǎn)動功能的并聯(lián)操作手，在需要調(diào)整工件姿態(tài)的場合下，更是不可缺少。目前，許多并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動/動力學(xué)建模及求解困難，導(dǎo)致基礎(chǔ)性研究不完善，從而使得該類機(jī)構(gòu)沒有得到很好的開發(fā)與應(yīng)用。
[0003]綜上所述，機(jī)器人、虛擬軸機(jī)床、坐標(biāo)測量機(jī)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)的機(jī)械手等的發(fā)展和實用化，需要創(chuàng)造出優(yōu)于現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的新機(jī)型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的二平移二轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)器人裝置，本裝置具有運(yùn)動學(xué)正解可解析表達(dá)、運(yùn)動輸入一輸出部分解耦、結(jié)構(gòu)簡單、工作空間大等優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0006]—種二平移二轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)器人裝置，由靜平臺、動平臺以及聯(lián)接動、靜平臺的四條支鏈組成，其特征是:第I支鏈和第II支鏈結(jié)構(gòu)相同，均由一個滑桿、一個連桿、及初始裝配時刻軸線兩兩相互垂直的三個運(yùn)動副(移動副、轉(zhuǎn)動副、圓柱副)組成，滑桿和連桿用轉(zhuǎn)動副聯(lián)接后，滑桿的另一端用移動副來聯(lián)接靜平臺，連桿的另一端用圓柱副來聯(lián)接與動平臺；第III支鏈由四個連桿和五個轉(zhuǎn)動副組成，其中，聯(lián)接在靜平臺上的轉(zhuǎn)動副的軸線與相鄰的轉(zhuǎn)動副的軸線平行且與另三個軸線平行的一組轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線垂直；第IV支鏈由二個連桿、二個球副和一個轉(zhuǎn)動副組成，二個連桿用球副連接后，一端與動平臺用球副連接，另一端用轉(zhuǎn)動副和靜平臺連接；進(jìn)一步，第I支鏈和第II支鏈上聯(lián)接在靜平臺的兩個移動副的導(dǎo)軌相互平行且與第III支鏈上聯(lián)接在靜平臺的轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線垂直，第IV支鏈上聯(lián)接在靜平臺的轉(zhuǎn)動副可任意配置；第I支鏈和第II支鏈上聯(lián)接在動平臺的兩個圓柱副的轉(zhuǎn)動軸線重合且與第III支鏈上聯(lián)接在動平臺的轉(zhuǎn)動副的軸線平行。
[0007]更具體地，一種二平移二轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)器人裝置，由靜平臺、動平臺以及聯(lián)接動、靜平臺的四條支鏈組成，其特征是:第I支鏈和第II支鏈結(jié)構(gòu)相同，均由一個滑桿、一個連桿、及初始裝配時刻軸線兩兩相互垂直的三個運(yùn)動副:移動副、轉(zhuǎn)動副、圓柱副組成，滑桿和連桿用轉(zhuǎn)動副聯(lián)接后，滑桿的另一端用移動副來聯(lián)接靜平臺，連桿的另一端用圓柱副來聯(lián)接與動平臺；第III支鏈由四個連桿和五個轉(zhuǎn)動副組成，其中，聯(lián)接在靜平臺上的轉(zhuǎn)動副三(R3)的軸線與相鄰的轉(zhuǎn)動副四(R4)的軸線平行且與另三個軸線平行的一組轉(zhuǎn)動副:轉(zhuǎn)動副五(R5)、轉(zhuǎn)動副六(R6)、轉(zhuǎn)動副七(R7)的轉(zhuǎn)動軸線垂直；第IV支鏈由二個連桿、二個球副和一個轉(zhuǎn)動副組成，二個連桿用球副連接后，一端與動平臺用球副連接，另一端用轉(zhuǎn)動副和靜平臺連接；第I支鏈和第II支鏈上聯(lián)接在靜平臺的移動副(P11)、移動副(P21)的導(dǎo)軌相互平行且與第III支鏈上聯(lián)接在靜平臺的轉(zhuǎn)動副三(R3)的轉(zhuǎn)動軸線垂直，第IV支鏈上聯(lián)接在靜平臺的轉(zhuǎn)動副八(R8)任意配置；第1支鏈和第II支鏈上聯(lián)接在動平臺的圓柱副一(C11)、圓柱副二(C21)的轉(zhuǎn)動軸線重合且與第III支鏈上聯(lián)接在動平臺的轉(zhuǎn)動副七(R7)的軸線平行。
[0008]本發(fā)明提供的一種二平移二轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)器人裝置，由靜平臺(0)、動平臺⑴以及聯(lián)接動平臺(1)、靜平臺(0)的四條支鏈(第I支鏈、第II支鏈、第III支鏈、第IV支鏈)組成，其特征是:
[0009]第I支鏈依次由移動副一(P11)、滑桿一(2)、轉(zhuǎn)動副一(R11)、連桿一(3)、圓柱副一 (C11)串聯(lián)而成，滑桿一(2)的一端用移動副一(P11)與靜平臺⑹聯(lián)接，滑桿一(2)的另一端與連桿一⑶的一端由轉(zhuǎn)動副一(R11)來聯(lián)接，連桿一⑶另一端用圓柱副一(C11)與動平臺⑴聯(lián)接，在初始裝配時刻，應(yīng)保證移動副一(P11)、轉(zhuǎn)動副一(R12)、圓柱副一(C11)這三個運(yùn)動副的軸線兩兩相互垂直。
[0010]第II支鏈依次由移動副二(P21)、滑桿二⑷、轉(zhuǎn)動副二(R21)、連桿二(5)、圓柱副二(C21)串聯(lián)而成，滑桿二(4)的一端用移動副二(P21)與靜平臺(0)聯(lián)接，滑桿二(4)的另一端用轉(zhuǎn)動副二(R21)來聯(lián)接連桿二(5)的一端，連桿二(5)另一端用圓柱副二(C21)與動平臺(1)聯(lián)接，在初始裝配時刻，應(yīng)保證移動副二(P21)、轉(zhuǎn)動副二(R21)、圓柱副二(C21)這三個運(yùn)動副的軸線兩兩相互垂直。
[0011]第III支鏈依次由轉(zhuǎn)動副三(R3)、連桿三(6)、轉(zhuǎn)動副四(R4)、連桿四(7)、轉(zhuǎn)動副五(R5)、連桿五(8)、轉(zhuǎn)動副六(R6)、連桿六(9)、轉(zhuǎn)動副七(R7)串聯(lián)而成，連桿三(6)的一端用轉(zhuǎn)動副三(R3)與靜平臺(0)聯(lián)接，連桿三(6)的另一端用轉(zhuǎn)動副四(R4)聯(lián)接連桿四
(7)的一端，連桿四(7)的另一端用轉(zhuǎn)動副五(R5)聯(lián)接連桿五⑶的一端，連桿五⑶的另一端用轉(zhuǎn)動副六(R6)聯(lián)接連桿六(9)的一端，連桿六(9)的另一端用轉(zhuǎn)動副七(R7)與動平臺(1)聯(lián)接，轉(zhuǎn)動副三(R3)、轉(zhuǎn)動副四(R4)這兩個轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，轉(zhuǎn)動副四(R4)、轉(zhuǎn)動副五(R5)這兩個轉(zhuǎn)動副的軸線相互垂直，轉(zhuǎn)動副五(R5)、轉(zhuǎn)動副六(R6)、轉(zhuǎn)動副七(R7)這三個轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行。
[0012]第IV支鏈依次由轉(zhuǎn)動副八(R8)、連桿七(10)、球副一(S1)、連桿八(11)、球副二
(S2)串聯(lián)而成，連桿七(10)的一端用轉(zhuǎn)動副八(R8)來聯(lián)接靜平臺(0)，連桿七(10)的另一端與連桿八(11)的一端用球副一(S1)來聯(lián)接，連桿八(11)的另一端用球副二(S2)與動平臺⑴聯(lián)接。
[0013]第I支鏈上的移動副一(P11)和第II支鏈上移動副二(P21)的導(dǎo)軌相互平行且均與第III支鏈上轉(zhuǎn)動副三(R3)的軸線垂直，第IV支鏈上轉(zhuǎn)動副八(R8)可任意配置，第I支鏈上的圓柱副一(C11)和第II支鏈上圓柱副二(C21)的軸線重合且與第III支鏈上轉(zhuǎn)動副七(R7)的軸線平行。
[0014]本發(fā)明所述的第IV支鏈可以用任意無約束型S-S-P或S-P-S支鏈來替代。
[0015]本發(fā)明所述的第III支鏈上的轉(zhuǎn)動副四