本發明涉及一種機器人機構，特別是涉及一種具有三平兩轉的五自由度機器人機構。

背景技術：

現有專利CN102699898、CN102672709、CN102699902、CN101049692、CN1524662所公開的五自由度機器人中，大多由少自由度并聯機構和兩自由度串聯轉頭組成，其中少自由度并聯機構用于末端動平臺的位置定位，兩自由度串聯轉頭用于姿態的調整。此類機器人中，由于兩自由度轉頭的傳動環節包含伺服電機和減速器，故使得末端運動質量過大，影響機構的動態性能和加減速特性，且串聯轉頭的剛度難以保障，不利于追求機構的高剛度/質量比。

技術實現要素：

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種無串聯轉頭的五自由度機器人機構。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種五自由度機器人機構，包括固定架、轉動連接在固定架上的大轉軸、第一錐齒輪、第二錐齒輪、固接在固定架上的大轉軸驅動裝置、動平臺、布置在所述大轉軸和動平臺之間的第一支鏈和第三支鏈、布置在所述固定架與動平臺之間的第二支鏈和第四支鏈，所述第二錐齒輪與固定架轉動連接，且與所述大轉軸驅動裝置的驅動端固接，所述第一錐齒輪固接在大轉軸上，所述第一錐齒輪和第二錐齒輪相嚙合；

所述第一支鏈與第三支鏈結構完全相同，每條支鏈均包括驅動裝置、長度伸縮桿和球鉸；兩個支鏈的長度伸縮桿均與大轉軸轉動連接，連接所述長度伸縮桿和大轉軸的轉動軸線與連接所述靜平臺和大轉軸的轉動軸線垂直相交；所述長度伸縮桿的一端均固接有驅動裝置，使所述長度伸縮桿成為主動移動副，所述球鉸為具有三個轉動自由度的鉸鏈，且三個轉動軸線不共線但相交于一點，所述長度伸縮桿的另一端通過球鉸與動平臺相連；

連接所述第一支鏈的長度伸縮桿和大轉軸的轉動軸線與連接所述第三支鏈的長度伸縮桿和大轉軸的轉動軸線相互平行；

所述第二支鏈和第四支鏈結構完全相同，包括驅動裝置、長度伸縮桿、轉動圈、以及球鉸；所述轉動圈均與固定架轉動連接、所述長度伸縮桿均與轉動圈轉動連接，所述長度伸縮桿的一端均固接有驅動裝置，使所述長度伸縮桿成為主動移動副，所述球鉸為具有三個轉動自由度的鉸鏈，且三個轉動軸線不共線但相交于一點，所述長度伸縮桿的另一端通過球鉸與動平臺相連；

連接所述第二支鏈的轉動圈和固定架的轉動軸線與連接所述第二支鏈的長度伸縮桿和第三支鏈的轉動圈的轉動軸線垂直相交。

連接所述第四支鏈的轉動圈和固定架的轉動軸線與連接所述第四支鏈的長度伸縮桿和第四支鏈的轉動圈的轉動軸線垂直相交。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：該機構為面對稱機構，固定架的加工及安裝表面均在水平或豎直方向，因而具有良好的制造和裝配工藝性，并且第一支鏈和第三支鏈共用大轉軸與固定架連接,此外,通過主動驅動大轉軸，使得另外只需采用4條支鏈即可實現五自由度，減少支鏈數量，有利于降低制造成本。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖之一。

圖2為本發明實施例的結構示意圖之二。

圖中序號說明如下：

1、固定架，2、大轉軸，3、第一錐齒輪，4、第二錐齒輪，5、大轉軸驅動裝置，6、動平臺，I、第一支鏈，II、第二支鏈，III、第三支鏈，IV、第四支鏈；11、第一支鏈的驅動裝置，12、第一支鏈的長度伸縮桿，13、第一支鏈的球鉸；21、第二支鏈的驅動裝置，22、第二支鏈的長度伸縮桿，23、第二支鏈的轉動圈，24、第二支鏈的球鉸；31、第三支鏈的驅動裝置，32、第三支鏈的長度伸縮桿，33、第三支鏈的球鉸；41、第四支鏈的驅動裝置，42、第四支鏈的長度伸縮桿，43、第四支鏈的轉動圈，44、第四支鏈的球鉸。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

實施例

一種五自由度機器人機構，包括固定架1、轉動連接在固定架1上的大轉軸2、第一錐齒輪3、第二錐齒輪4、固接在固定架1上的大轉軸驅動裝置5、動平臺6、布置在所述大轉軸2和動平臺6之間的第一支鏈I和第三支鏈III、布置在所述固定架1與動平臺6之間的第二支鏈II和第四支鏈IV，所述第二錐齒輪4與固定架1轉動連接，且與所述大轉軸驅動裝置5的驅動端固接，所述第一錐齒輪3固接在大轉軸2上，所述第一錐齒輪3和第二錐齒輪4相嚙合；

所述第一支鏈I與第三支鏈III結構完全相同，每條支鏈均包括驅動裝置、長度伸縮桿和球鉸；兩個支鏈的長度伸縮桿均與大轉軸2轉動連接，連接所述長度伸縮桿和大轉軸2的轉動軸線與連接所述靜平臺1和大轉軸2的轉動軸線垂直相交；所述長度伸縮桿的一端均固接有驅動裝置，使所述長度伸縮桿成為主動移動副，所述球鉸為具有三個轉動自由度的鉸鏈，且三個轉動軸線不共線但相交于一點，所述長度伸縮桿的另一端通過球鉸與動平臺相連；

連接所述第一支鏈I的長度伸縮桿12和大轉軸2的轉動軸線與連接所述第三支鏈III的長度伸縮桿32和大轉軸2的轉動軸線相互平行；

所述第二支鏈II和第四支鏈IV結構完全相同，包括驅動裝置、長度伸縮桿、轉動圈、以及球鉸；所述轉動圈均與固定架1轉動連接、所述長度伸縮桿均與轉動圈轉動連接，所述長度伸縮桿的一端均固接有驅動裝置，使所述長度伸縮桿成為主動移動副，所述球鉸為具有三個轉動自由度的鉸鏈，且三個轉動軸線不共線但相交于一點，所述長度伸縮桿的另一端通過球鉸與動平臺相連；

連接所述第二支鏈的轉動圈23和固定架1的轉動軸線與連接所述第二支鏈的長度伸縮桿22和第三支鏈的轉動圈23的轉動軸線垂直相交。

連接所述第四支鏈的轉動圈43和固定架1的轉動軸線與連接所述第四支鏈的長度伸縮桿42和第四支鏈的轉動圈43的轉動軸線垂直相交。

本發明結構緊湊，設計巧妙，整機剛度好、精度高，具有大的工作空間機架體積比。

盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發明的保護范圍之內。