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专利号: 2021112400908
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于平面并联机构的五自由度混联机器人,其包括支撑模块、平面并联机构和摆头,所述平面并联机构的定平台和所述支撑模块中立柱直线导轨连接,所述摆头和所述并联机构的动平台连接,其特征在于,所述支撑模块,其包括支撑立柱、立柱传动模块、移动滑台模块、立柱滑轮组、重锤、重锤移动导轨和防护罩,所述支撑立柱的上下两端的侧面分别设有立柱上筋板和立柱下筋板,所述支撑立柱的上端和所述立柱滑轮组的下端连接,所述立柱滑轮组上端的两侧设有立柱滑轮,所述支撑立柱的前端和所述立柱传动模块中立柱直线导轨的第一端连接,所述立柱传动模块中立柱直线导轨的第二端和所述平面并联机构的定平台连接,所述支撑立柱后端的第一安装端和所述重锤移动导轨的第一端连接,所述重锤移动导轨的第二端和所述重锤连接,所述防护罩和所述支撑立柱后端的第二安装端连接;

所述平面并联机构,其包括定平台、动平台、第一支链模块和第二支链模块,所述第一支链模块的第一滑块座和所述第二支链模块的第二滑块座分别与所述定平台上的移动滑台转动铰链连接,所述第一支链模块的转动铰链与动平台的侧面连接孔连接,所述第二支链模块通过螺栓和定位圆柱与动平台的侧面固定面连接;所述动平台的中心连接孔和所述摆头连接;

所述第一支链模块和第二支链模块均包括支链本体、伺服电机、联轴器、电机座、滚珠丝杆、丝杆支座、直线导轨、光栅尺和滑块座,所述支链本体的第一端的内侧和所述电机座的第一端连接,所述支链本体的第二端的内侧和所述丝杆支座的第一端连接,所述伺服电机的外壳和所述支链本体的第一端的外侧固定连接,所述伺服电机的输出轴穿过所述电机座的第二端通过联轴器和所述滚珠丝杆的第一端连接,所述滚珠丝杆的第二端和所述丝杆支座的第二端连接,所述直线导轨对称分布在所述滚珠丝杆的两侧,所述滑块座和所述直线导轨的中部滑动连接,所述光栅尺对称分布在所述支链本体的两侧。

2.根据权利要求1所述的基于平面并联机构的五自由度混联机器人,其特征在于,所述立柱传动模块,其包括立柱伺服电机、立柱减速器、立柱联轴器、立柱上轴承座、立柱滚珠丝杆、立柱直线导轨和立柱下轴承座,所述立柱上轴承座和所述立柱下轴承座的第一端分别与所述支撑立柱前端的上下端连接,所述立柱伺服电机的外壳和所述立柱上轴承座的第二端连接,所述立柱伺服电机的输出端和所述立柱减速器的输入端连接,所述立柱减速器的输出端通过立柱联轴器和所述立柱滚珠丝杆的第一端连接,所述立柱滚珠丝杆的第二端和所述立柱下轴承座的第二端连接,所述立柱直线导轨对称分布在所述立柱滚珠丝杆的两侧。

3.根据权利要求1所述的基于平面并联机构的五自由度混联机器人,其特征在于,所述移动滑台模块,其包括定平台、移动滑台滑轮组、移动滑台转动铰链和移动滑台滑块,所述定平台的外形为工字型结构,所述定平台的第一侧设有移动滑台滑块,所述定平台的上端设有移动滑台滑轮组,所述定平台上下端的两侧分别设有移动滑台转动铰链。

4.根据权利要求3所述的基于平面并联机构的五自由度混联机器人,其特征在于,在所述移动滑台模块中,所述移动滑台滑轮组之间的距离小于所述移动滑台转动铰链之间的距离,所述移动滑台转动铰链的数量为四,位于所述定平台上下端两侧的移动滑台转动铰链的中心在一条直线上;在所述支链模块中,所述光栅尺之间的距离大于所述直线导轨之间的距离。

5.根据权利要求1所述的基于平面并联机构的五自由度混联机器人,其特征在于,所述第一支链模块的支链本体第二端的外侧设有圆形通孔,所述圆形通孔和所述转动铰链固定连接,所述第二支链模块的支链本体第二端的外侧设有圆柱形台阶孔。

6.根据权利要求1或者2所述的基于平面并联机构的五自由度混联机器人,其特征在于,所述立柱滑轮组的立柱滑轮和所述定平台上的移动滑台滑轮组的数量相等,且所述立柱滑轮组的立柱滑轮和所述定平台上的移动滑台滑轮组的中心面在同一平面上。

7.根据权利要求1或者5所述的基于平面并联机构的五自由度混联机器人,其特征在于,在所述第一支链模块和第二支链模块中,所述伺服电机、所述联轴器、所述电机座、所述滚珠丝杆和所述丝杆支座的轴线在同一直线上。