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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102975203A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102975203A(43)申请公布日2013.03.20(21)申请号201210514822.2(22)申请日2012.12.04(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人王攀峰赵学满(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人李丽萍(51)Int.Cl.B25J9/08(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称一种高速五自由度并联机械手(57)摘要本发明公开了一种高速五自由度并联机械手,包括固定架、动平台、两自由度手腕以及布置在固定架与动平台之间的五条结构相同的支链,五条结构相同的支链带动动平台产生三维平动运动;动平台包括一个中心板、两组分角齿轮组、四个连杆和一个固定连杆;固定连杆和上述四个连杆在中心板上呈径向均布,固定连杆的一端与中心板固接,四个连杆的一端分别与两组分角齿轮组中的分角锥齿轮的转动轴固接,通过两组分角齿轮组与中心锥齿轮的啮合作用,将运动传递给两自由度手腕,从而产生两自由度可控转动。本发明结构对称,受力均匀,运动部件质量小,动态性能较好,可实现高速运动,满足复杂抓放操作的要求。CN1029753ACN102975203A权利要求书1/1页1.一种高速五自由度并联机械手,包括固定架(2)、动平台(7)、两自由度手腕(12)以及布置在所述固定架(2)与动平台(7)之间的五条结构相同的支链;所述固定架(2)上固接有五个驱动装置(1);所述每条支链包括近架杆(3)、两个平行且等长的远架杆、一个上连接轴(4)和一个下连接轴(6);每条支链中,所述近架杆(3)的一端与固定于所述固定架(2)上的一驱动装置(1)的输出端固定连接,该驱动装置(1)为近架杆(3)提供一个转动或移动自由度;所述近架杆(3)的另一端与所述上连接轴(4)固连;所述两个平行的远架杆的一端分别与所述上连接轴(4)球铰接,所述两个平行的远架杆的另一端分别与所述下连接轴(6)球铰接;每条支链中的所述下连接轴、所述上连接轴和所述两个平行布置且等长的远架杆构成一平行四边形结构;其特征在于:所述动平台(7)包括一个中心板(8)、两组分角齿轮组和四个连杆;每组分角齿轮组包含一个中心锥齿轮和两个分角锥齿轮;所述中心锥齿轮与所述中心板(8)转动连接,所述中心锥齿轮的轴线和转动轴线重合;所述分角锥齿轮与中心板(8)转动连接,两个分角锥齿轮的轴线与所述中心锥齿轮的轴线垂直交于一点,两分角锥齿轮布置于中心锥齿轮两侧且与中心锥齿轮啮合;所述动平台(7)上还设有一固定连杆,所述固定连杆和上述四个连杆在所述中心板(8)上呈径向均布,所述四个连杆的一端分别与两组分角齿轮组中的分角锥齿轮的转动轴固接,所述固定连杆的一端与所述中心板(8)固接,所述四个连杆和固定连杆的另一端分别与五条结构相同的支链中的五个下连接轴固接;所述两自由度手腕(12)固接于所述中心板(8)上,两自由度手腕(12)周围布置两组齿轮传动机构,每组齿轮传动机构包含相互啮合的一大齿轮和一小齿轮,每组齿轮传动机构中的大齿轮分别与所述动平台(7)中每组分角齿轮组的中心锥齿轮同轴设置,所述小齿轮与两自由度手腕的一输入轴固接,且同轴设置;所述两组齿轮传动机构为所述两自由度手腕(12)提供两个动力输入,实现所述两自由度手腕(12)的二维可控转动;在五个驱动装置(1)的驱动作用下,五条结构相同的支链中的下连接轴(6)运动,进而带动动平台(7)产生三维平动运动,与此同时,四个下连接轴通过分角齿轮组带动所述中心锥齿轮相对中心板转动;从而,动平台既可以有三个方向的平动自由度,同时又具有两个局部转动自由度,利用两自由度手腕周围布置的两组齿轮传动机构将上述两个局部转动自由度转化为两自由度手腕的二维可控转动。2CN102975203A说明书1/3页一种高速五自由度并联机械手技术领域[0001]本发明涉及一种机器人,特别是涉及一种机器人的具有空间五自由度的高速并联机构。背景技术[0002]目前国内对空间五自由度并联机构的研究尚集中于机械加工、喷涂、测量等领域的机构,而对于应用于物料抓放的可实现高速运动的空间五自由度并联机构研究尚缺。发明内容[0003]针对上述现有技术,本发明提供一种高速五自由度并联机械手,本发明中的机构结构对称,受力均匀,运动部件质量小,动态性能较好,可实现高速运动,满足复杂抓放操作的要求。[0004]为了解决上述技术问题,本发明一种五自由度并联机械手予以实现的技术方案是:包括固定架、动平台、两自由度手腕以及布置在所述固定架与动平台之间的五条结构相同的支链;所述固定架上固接有五个驱动装置;所述每条支链包括近架杆、