成果與項目的背景及主要用途：

對于機械手臂的機械結構盡量做到易于維護、容易擴展到更多的自由度,并

且希望其動作具有較高的靈活性。在對機械手臂的控制上,要求使用合適的控制

算法使機械手臂實現更高的定位精度。并希望其控制擁有較好的系統穩定性并易

于修改控制程序,在機械手臂增加更多的自由度或者其他設備時控制系統具有良

好的擴展性。混聯拓撲結構繼承了串聯和并聯拓撲結構的優點，具有結構緊湊工

作空間占地面積比大剛度高可重構能力強等特點，可廣泛應用于大型結構件高速

高精度數控加工單元中。

技術原理與工藝流程簡介：

五自由度機器人，包括固定架、第一長度調節裝置、第二長度調節裝置、第

三長度調節裝置、動平臺和定位頭，固定架的中間部位設置有第一鉸鏈，該鉸鏈

由內、外同心環構成，第一長度調節裝置的上部通過所述第一鉸鏈和其與第一鉸

鏈構成的滑移副設置在固定架上，動平臺固定安裝在第一長度調節裝置的末端，

可提供兩轉動自由度的定位頭安裝在所述動平臺的底部，其特征在于：所述固定

架兩側對稱地連接有第二、第三鉸鏈，所述第二、第三長度調節裝置一端分別與

所述第二、第三鉸鏈相連，其另一端分別通過具有三轉動自由度的鉸鏈與構成第

一鉸鏈的內環連接。

由 2 自由度球面并聯機構和 1 條末端裝有 2 自由度磚頭并通過移動副與之串

接的主動支鏈構成的 5 自由度混聯高剛度機器人，可做成即插即用的可重構模塊

54天津大學科技成果選編

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用于搭建不同形式和用途的自動化裝備。Trivariant 系列機器人為三維空間內的

高精度復雜曲線切割作業、焊接作業和裝配作業提供了完美的解決方案，擁有精

度佳、可靠性高、易用性強、維護成本低等優勢。

技術水平及專利與獲獎情況：

五自由度機器人

CN200510014459 

應用前景分析及效益預測：

提出實現節點 5 坐標快速、低成本加工的創新構思，進而形成基于

CAD/CAPP/CAM 和新型工業機器人的“制模—組模—鑄造—加工”數字化成套解

決方案，并成功應用于 2010 年上海世博軸陽光谷大型復雜網殼結構工程，有效

地解決節點制造成本高、工效低、周期長的技術問題，確保每個節點尺寸和角度

毫厘不差。

應用領域：裝配、焊接、搬運、加工、復雜相貫線切割

技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模）

可依據客戶需求，選擇指定廠家的伺服電機，定制開發控制系統，并可開放

后臺接口，方便用戶進行二次開發和升級。

合作方式及條件：面議