一種四自由度并聯(lián)機器人機構制造技術

本發(fā)明專利技術提供一種四自由度并聯(lián)機器人機構，包括機架、動平臺以及連接在機架和動平臺之間的第一支腳、第二支腳、第三支腳和第四支腳，第一支腳的下部通過第一十字連接件轉動安裝在機架上，第一支腳的上部通過第三轉軸轉動安裝在動平臺上，第二支腳的下部通過第二十字連接件轉動安裝在機架上，第二支腳的上部通過第六轉軸轉動連接在動平臺上，第三支腳的下部通過第三十字連接件轉動安裝在機架上，第三支腳的上部通過第九轉軸轉動安裝在動平臺上，第四支腳的下部通過第四十字連接件轉動安裝在機架上，第四支腳的上部通過第十二轉軸轉動安裝在動平臺上；本發(fā)明專利技術的機構各支腳結構相同，制造簡單，機構剛度高，工作空間大，動態(tài)性能好，且易于控制，具有良好的應用前景。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及機器人機構
，尤其涉及一種四自由度并聯(lián)機器人機構。
技術介紹
并聯(lián)機構相對于串聯(lián)機構具有剛度大、承載能力強、累計誤差小、精度高等優(yōu)點，六自由度并聯(lián)機構能夠實現(xiàn)六個自由度的位置和姿勢調整，但是一般情況下，由于自由度數(shù)目的增加，分支數(shù)目也會相應增加，控制過程的復雜程度也就相應增加。近年來，少自由度并聯(lián)機構中的四自由度并聯(lián)機構不斷受到研究者的重視和青睞，但是現(xiàn)有的四自由度并聯(lián)機器人大多分支結構不同，各項同性不好；因此專利技術加工制造簡單、性能優(yōu)良且分支結構相同的并聯(lián)機構很有必要。同時，將四自由度并聯(lián)機構用作海洋運動模擬器的設計較少，而將其用作海洋鉆井穩(wěn)定調平平臺的設計基本沒有。
技術實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術提供了一種工作空間大、剛度大且易于控制的四自由度并聯(lián)機器人機構。本專利技術提供一種四自由度并聯(lián)機器人機構，包括機架、動平臺以及連接在機架和動平臺之間的第一支腳、第二支腳、第三支腳和第四支腳，所述第一支腳、所述第二支腳、所述第三支腳和所述第四支腳均可伸縮，所述第一支腳的下部通過一第一十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第一十字連接件包括相互垂直的第一轉軸和第二轉軸，所述第一支腳可分別繞所述第一轉軸和第二轉軸轉動，所述第一支腳的上部通過第三轉軸轉動安裝在所述動平臺上，所述第二支腳的下部通過第二十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第二十字連接件包括相互垂直的第四轉軸和第五轉軸，所述第二支腳可分別繞所述第四轉軸和第五轉軸轉動，所述第二支腳的上部通過第六轉軸轉動連接在所述動平臺上，所述第三支腳的下部通過第三十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第三十字連接件包括相互垂直的第七轉軸和第八轉軸，所述第三支腳可分別繞所述第七轉軸和所述第八轉軸轉動，所述第三支腳的上部通過第九轉軸轉動安裝在所述動平臺上，所述第四支腳的下部通過第四十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第四十字連接件包括相互垂直的第十轉軸和第十一轉軸，所述第四支腳可分別繞所述第十轉軸和所述第十一轉軸轉動，所述第四支腳的上部通過第十二轉軸轉動安裝在所述動平臺上。進一步地，所述機架上固定有第一基座、第二基座、第三基座和第四基座，該四個基座中兩兩相鄰基座之間的連線組成一正方形，所述第一轉軸轉動連接所述第一基座，所述第四轉軸轉動連接所述第二基座，所述第七轉軸轉動連接所述第三基座，所述第十轉軸轉動連接所述第四基座。進一步地，所述動平臺上固定有第五基座、第六基座、第七基座和第八基座，該四個基座中兩兩相鄰基座之間的連線組成一正方形，所述第三轉軸轉動連接所述第五基座，所述第六轉軸轉動連接所述第六基座，所述第九轉軸轉動連接所述第七基座，所述第十二轉軸轉動連接所述第八基座。進一步地，所述第一支腳包括第一驅動桿和第二驅動桿，所述第二驅動桿通過第一移動副在所述第一驅動桿內做伸縮運動，所述第二支腳包括第三驅動桿和第四驅動桿，所述第四驅動桿通過第二移動副在所述第三驅動桿內做伸縮運動，所述第三支腳包括第五驅動桿和第六驅動桿，所述第六驅動桿通過第三移動副在所述第五驅動桿內做伸縮運動，所述第四支腳包括第七驅動桿和第八驅動桿，所述第八驅動桿通過第四移動副在所述第七驅動桿內做伸縮運動。進一步地，所述第一轉軸的軸線與所述第七轉軸的軸線平行，所述第四轉軸的軸線與所述第十轉軸的軸線重合且均平行于所述第一轉軸的軸線，所述第三轉軸的軸線、所述第六轉軸的軸線、所述第九轉軸的軸線以及所述第十二轉軸的軸線相互平行，所述第三轉軸的軸線和所述第九轉軸的軸線重合。進一步地，所述第一移動副、所述第二移動副、所述第三移動副和所述第四移動副分別被驅動，所述第一支腳、所述第二支腳、所述第三支腳和所述第四支腳共同控制所述動平臺的姿態(tài)和位置，實現(xiàn)兩個轉動自由度，一個轉動自由度的轉軸是所述第四轉軸的軸線方向，另一個轉動自由度的轉軸與所述第四轉軸的軸線相交且平行于第五轉軸的軸線，還實現(xiàn)兩個移動自由度，一個移動自由度的方向是所述第四轉軸的軸線方向，另一個移動自由度的方向是所述第四轉軸和所述第五轉軸形成平面的法向量方向。進一步地，所述第一移動副、所述第二移動副、所述第三移動副和所述第四移動副均作為主動驅動運動副，驅動方式為電機驅動或液壓缸驅動。進一步地，所述四自由度并聯(lián)機器人機構可以應用于海洋裝備領域，包括海洋運動模擬器和海洋鉆井穩(wěn)定調平平臺。本專利技術的技術方案帶來的有益效果是：本專利技術的四自由度并聯(lián)機器人機構各支腳結構相同，制造簡單，機構剛度高，工作空間大，動態(tài)性能好，且易于控制，具有良好的應用前景。附圖說明圖1是本專利技術四自由度并聯(lián)機器人機構的結構示意圖。圖2是本專利技術四自由度并聯(lián)機器人機構的另一結構示意圖。圖中：1-機架，11-第一基座，12-第二基座，13-第三基座，14-第四基座，2-動平臺，21-第五基座，22-第六基座，23-第七基座，24-第八基座，3-第一支腳，31-第一十字連接件，311-第一轉軸，312-第二轉軸，32-第一驅動桿，33-第一移動副，34-第二驅動桿，35-第三轉軸，4-第二支腳，41-第二十字連接件，411-第四轉軸，412-第五轉軸，42-第三驅動桿，43-第二移動副，44-第四驅動桿，45-第六轉軸，5-第三支腳，51-第三十字連接件，511-第七轉軸，512-第八轉軸，52-第五驅動桿，53-第三移動副，54-第六驅動桿，55-第九轉軸，6-第四支腳，61-第四十字連接件，611-第十轉軸，612-第十一轉軸，62-第七驅動桿，63-第四移動副，64-第八驅動桿，65-第十二轉軸。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術實施方式作進一步地描述。請參考圖1，本專利技術的實施例提供了一種四自由度并聯(lián)機器人機構，包括機架1、動平臺2以及機架1和動平臺2之間并聯(lián)的第一支腳3、第二支腳4、第三支腳5和第四支腳6，機架1上固定有第一基座11、第二基座12、第三基座13和第四基座14，這四個基座中兩兩相鄰基座之間的連線組成一正方形；動平臺2下側固定有呈正方形分布的第五基座21、第六基座22、第七基座23和第八基座24，這四個基座中兩兩相鄰基座之間的連線組成一正方形。第一支腳3包括第一十字連接件31、第一驅動桿32和第二驅動桿34。第一驅動桿32的下端通過第一十字連接件31轉動連接第一基座11，第一十字連接件31包括相互垂直的第一轉軸311和第二轉軸312，因此，第一驅動桿32可以分別繞第一轉軸311和第二轉軸312轉動。第一驅動桿32通過第一移動副33連接第二驅動桿34，第一驅動桿32（缸筒）為中空，第二驅動桿34（活塞桿）通過第一移動副33在第一驅動桿32內做伸縮運動，從而調節(jié)第一支腳3的高度。第二驅動桿34的上端通過第三轉軸35轉動連接第五基座21。其中，第二轉軸312的軸線與第三轉軸35的軸線平行，且與第一移動副33的軸線垂直。第二支腳4包括第二十字連接件41、第三十字連接件45、第三驅動桿42和第四驅動桿44。第三驅動桿42的下端通過第二十字連接件41轉動連接第二基座12，第二十字連接件41包括相互垂直的第四轉軸411和第五轉軸412，因此，第三驅動桿42可以分別繞第四轉軸411和第五轉軸412轉動。第三驅動桿42通過第二移動副43連接第四驅動桿44，第三驅本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種四自由度并聯(lián)機器人機構，包括機架和動平臺，其特征在于：所述四自由度并聯(lián)機器人機構還包括連接在機架和動平臺之間的第一支腳、第二支腳、第三支腳和第四支腳，所述第一支腳、所述第二支腳、所述第三支腳和所述第四支腳均可伸縮，所述第一支腳的下部通過一第一十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第一十字連接件包括相互垂直的第一轉軸和第二轉軸，所述第一支腳可分別繞所述第一轉軸和第二轉軸轉動，所述第一支腳的上部通過第三轉軸轉動安裝在所述動平臺上，所述第二支腳的下部通過第二十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第二十字連接件包括相互垂直的第四轉軸和第五轉軸，所述第二支腳可分別繞所述第四轉軸和第五轉軸轉動，所述第二支腳的上部通過第六轉軸轉動連接在所述動平臺上，所述第三支腳的下部通過第三十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第三十字連接件包括相互垂直的第七轉軸和第八轉軸，所述第三支腳可分別繞所述第七轉軸和所述第八轉軸轉動，所述第三支腳的上部通過第九轉軸轉動安裝在所述動平臺上，所述第四支腳的下部通過第四十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第四十字連接件包括相互垂直的第十轉軸和第十一轉軸，所述第四支腳可分別繞所述第十轉軸和所述第十一轉軸轉動，所述第四支腳的上部通過第十二轉軸轉動安裝在所述動平臺上。...

【技術特征摘要】
1.一種四自由度并聯(lián)機器人機構，包括機架和動平臺，其特征在于：所述四自由度并聯(lián)機器人機構還包括連接在機架和動平臺之間的第一支腳、第二支腳、第三支腳和第四支腳，所述第一支腳、所述第二支腳、所述第三支腳和所述第四支腳均可伸縮，所述第一支腳的下部通過一第一十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第一十字連接件包括相互垂直的第一轉軸和第二轉軸，所述第一支腳可分別繞所述第一轉軸和第二轉軸轉動，所述第一支腳的上部通過第三轉軸轉動安裝在所述動平臺上，所述第二支腳的下部通過第二十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第二十字連接件包括相互垂直的第四轉軸和第五轉軸，所述第二支腳可分別繞所述第四轉軸和第五轉軸轉動，所述第二支腳的上部通過第六轉軸轉動連接在所述動平臺上，所述第三支腳的下部通過第三十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第三十字連接件包括相互垂直的第七轉軸和第八轉軸，所述第三支腳可分別繞所述第七轉軸和所述第八轉軸轉動，所述第三支腳的上部通過第九轉軸轉動安裝在所述動平臺上，所述第四支腳的下部通過第四十字連接件轉動安裝在所述機架上，所述第四十字連接件包括相互垂直的第十轉軸和第十一轉軸，所述第四支腳可分別繞所述第十轉軸和所述第十一轉軸轉動，所述第四支腳的上部通過第十二轉軸轉動安裝在所述動平臺上。2.如權利要求1所述的四自由度并聯(lián)機器人機構，其特征在于：所述機架上固定有第一基座、第二基座、第三基座和第四基座，該四個基座中兩兩相鄰基座之間的連線組成一正方形，所述第一轉軸轉動連接所述第一基座，所述第四轉軸轉動連接所述第二基座，所述第七轉軸轉動連接所述第三基座，所述第十轉軸轉動連接所述第四基座。3.如權利要求1所述的四自由度并聯(lián)機器人機構，其特征在于：所述動平臺上固定有第五基座、第六基座、第七基座和第八基座，該四個基座中兩兩相鄰基座之間的連線組成一正方形，所述第三轉軸轉動連接所述第五基座，所述第三轉軸轉動連接所述第五基座，所述第六轉軸轉動連接所述第六基座...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：姚翔宇，丁華鋒，吳川，韓磊，張心心，楊文劍，
申請(專利權)人：中國地質大學武漢，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42