一种便携式并联驱动加工机器人

本发明属于机器人领域，具体涉及一种便携式并联驱动加工机器人。

背景技术：

1、大型构件、航空复合材料结构件等复杂零件的高效高质量加工装备是业界的研究和需求的热点。为了满足敏捷加工、一次装卡加工、复杂加工和复合角度加工的需求，保证零件精度和生产效率，加工装备需要具备多轴联动的工作能力。基于串联机构的加工装备体积庞大，而且具有姿态调整时间长和动态响应差等局限性。此外，在一些大型复杂构件加工的过程中，其在刚度和灵活度等方面无法满足加工需求。因此，需要设计一种轻量化、摆角范围大及高能效的便携式多轴联动加工机器人。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种便携式并联驱动加工机器人，以解决现有技术中的问题，本发明所采用的技术方案是：

2、一种便携式并联驱动加工机器人，包括第2静平台102、动平台501和三个构型相同的分支；

3、三个分支分别为：第1分支201、第2分支301和第3分支401，所述第1分支201与所述第2分支301对称分布，且在同一平面上，二者所在的平面与所述第3分支401所在平面垂直；

4、三个分支分别包括：第1驱动支链202和第1被动支链203，所述第1驱动支链202一端固定连接所述第1被动支链203的一端，二者连接的部分可转动地连接所述第2静平台102；所述第1被动支链203远离所述第1驱动支链202的一端通过球铰连接所述动平台501。

5、进一步的，所述第1驱动支链202包括第1驱动电机2021、第2驱动电机2022、第1连杆2023、第2连杆2024、第3连杆2025、第4连杆2026、第5连杆2027、第6连杆2028和第7连杆2029；

6、第1驱动电机2021和第2驱动电机2022对称设置且固定设置在第1静平台101侧面，第1静平台101、第2静平台102和动平台501由上至下依次分布；

7、第1驱动电机2021输出端与第1连杆2023头部固定连接，第1连杆2023末端与第2连杆2024头部通过球铰连接；第2连杆2024末端与第3连杆2025头部通过球铰连接；第3连杆2025末端与第7连杆2029转动连接；第7连杆2029与第2静平台102可转动地连接；

8、第2驱动电机2022输出端与第4连杆2026头部固定连接，第4连杆2026末端与第5连杆2027头部通过球铰连接，第5连杆2027末端与第6连杆2028头部通过球铰连接，第6连杆2028末端与第7连杆2029可转动地连接。

9、进一步的，第1连杆2023和第4连杆2026头部的转动轴线同轴分布，第3连杆2025和第6连杆2028连接第7连杆2029的转动轴线同轴分布；第7连杆2029一端连接第2静平台102的转动轴线垂直于第7连杆2029另外一端的转动轴线。

10、进一步的，所述第1被动支链203包括第8连杆2031，第9连杆2032，第10连杆2033和第11连杆2034；

11、第8连杆2031头部与第3连杆2025末端固定连接，第8连杆2031末端与第6连杆2028头部固定连接，第8连杆2031末端与第9连杆2032头部可转动地连接，第10连杆2033末端与第11连杆2034可转动地连接；第10连杆2033头部与第8连杆2031中部可转动地连接；第11连杆2034末端与第9连杆2032中部可转动地连接，第9连杆2032的末端通过球铰连接动平台501。

12、进一步的，第8连杆2031、第9连杆2032、第10连杆2033和第11连杆2034共同形成一四边形的中空部分，这四个连杆端部转动轴线互相平行，并且四边形中空部分的四个端点为四个连杆端部运动副轴线与四边形中空部分所在平面的交点。

13、本发明具有以下有益效果：

14、本发明提出了一种新的机构拓扑结构，由三个分支并行组成，每个分支包含均连于静平台的驱动支链和被动支链；每个分支的驱动电机均固定安装于静平台上，每个分支的驱动支链均包含两个空间闭环连杆机构，驱动电机产生的输入运动通过驱动支链传递至被动支链，这种设计方案可以提高机器人的动态特性；每个分支的被动支链均包含闭环运动链，可有效提高机器人的刚度和负载能力；每个分支的机构拓扑结构简单，驱动装置配置合理，具有轻量化的优点；此外，每个分支的末端通过球铰与动平台连接，可有效提升机器人的姿态调整能力。

技术特征：

1.一种便携式并联驱动加工机器人，其特征在于，包括第2静平台(102)、动平台(501)和三个构型相同的分支；

2.根据权利要求1所述的一种便携式并联驱动加工机器人，其特征在于，所述第1驱动支链(202)包括第1驱动电机(2021)、第2驱动电机(2022)、第1连杆(2023)、第2连杆(2024)、第3连杆(2025)、第4连杆(2026)、第5连杆(2027)、第6连杆(2028)和第7连杆(2029)；

3.根据权利要求2所述的一种便携式并联驱动加工机器人，其特征在于，第1连杆(2023)和第4连杆(2026)头部的转动轴线同轴分布，第3连杆(2025)和第6连杆(2028)连接第7连杆(2029)的转动轴线同轴分布；第7连杆(2029)一端连接第2静平台(102)的转动轴线垂直于第7连杆(2029)另外一端的转动轴线。

4.根据权利要求2所述的一种便携式并联驱动加工机器人，其特征在于，所述第1被动支链(203)包括第8连杆(2031)，第9连杆(2032)，第10连杆(2033)和第11连杆(2034)；

5.根据权利要求4所述的一种便携式并联驱动加工机器人，其特征在于，第8连杆(2031)、第9连杆(2032)、第10连杆(2033)和第11连杆(2034)共同形成一四边形的中空部分，这四个连杆端部转动轴线互相平行，并且四边形中空部分的四个端点为四个连杆端部运动副轴线与四边形中空部分所在平面的交点。

技术总结
本发明属于机器人领域，公开一种便携式并联驱动加工机器人，包括第2静平台、动平台和三个构型相同的分支；三个分支分别为：第1分支、第2分支和第3分支，所述第1分支与所述第2分支对称分布，且在同一平面上，二者所在的平面与所述第3分支所在平面垂直；本发明提出了一种新的机构拓扑结构，可以提高机器人的动态特性。每个分支的被动支链均包含闭环运动链，可有效提高机器人的刚度和负载能力；每个分支的机构拓扑结构简单，驱动装置配置合理，具有轻量化的优点。

技术研发人员：张金柱,史汉卿,郭奇宙,王涛
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23