具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构制造技术

本发明专利技术公开的具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构，包括矩形动平台B1B2B3B4和矩形定平台A1A2A3A4，定平台A1A2A3A4分别通过第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与动平台B1B2B3B4连接，第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与动平台B1B2B3B4的连接处分别记为B1、B2、B3和B4。本发明专利技术公开的并联机构具有两种不同的四自由度运动模式，在3R1T或2R2T的运动模式中，只需要四个驱动就能实现对该机构的控制，以较少的驱动副，可以实现两种不同的运动模式，增大了该机构的应用范围，降低了该机构的制造成本。

Parallel mechanism with 3R1T and 2R2T motion modes

The parallel mechanism disclosed by the invention has two motion modes of 3R1T and 2R2T, including rectangular moving platform B1B2B3B4 and rectangular fixed platform A1A2A3A4. The fixed platform A1A2A3A4 is connected with the moving platform B1B2B3B4 through the first branch chain, the second branch chain, the third branch chain and the fourth branch chain, respectively. The first branch chain, the second branch chain, the third branch chain and the fourth branch chain are connected with the moving platform B1B2B3B4. The links between the chain and the moving platform B1 B2 B3 B4 are recorded as B1, B2, B3 and B4, respectively. The parallel mechanism disclosed by the invention has two different Four-Degree-of-Freedom motion modes. In the motion mode of 3R1T or 2R2T, only four drivers are needed to control the mechanism. With fewer driving pairs, two different motion modes can be realized, the application scope of the mechanism is increased, and the manufacture of the mechanism is reduced. Cost.

【技术实现步骤摘要】
具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构
本专利技术属于机器人领域，涉及一种具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构。
技术介绍
并联机器人机构为空间多自由度多环闭链形式。自上世纪八十年代以来，并联机构因其具有刚度高、承载能力大、累积误差小、动态特性好、结构紧凑等特点而在虚拟轴机床、微动操作台、运动模拟器以及多维力传感器等行业领域获得广泛应用。并联机构具有2、3、4、5或6个自由度，目前，对6个自由度并联机构的研究较为全面和深入，但并联机构自由度的减少将使得机构结构更为简单，制造和控制成本相对较低，故在满足预期工作要求的情况下，少自由度并联机器人有其独特的优势，而少自由度的并联机器人精确度相对较低、灵巧性相对较弱。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构，解决了现有并联机构精确度相对较低、灵巧性相对较弱的问题。本专利技术的装置具有刚度高、精确度高以及灵巧性强的特点。本专利技术所采用的技术方案是，具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构，包括矩形动平台B1B2B3B4和矩形定平台A1A2A3A4，定平台A1A2A3A4分别通过第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与动平台B1B2B3B4连接，第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与动平台B1B2B3B4的连接处分别记为B1、B2、B3和B4。本专利技术的其他特点还在于，第一支链包括在定平台A1A2A3A4的A1处安装的万向铰，万向铰连接转动副R11和转动副R12，转动副R11固定连接在A1点处，并且转动副R11的轴线和Y轴平行，转动副R12的轴线和转动副R11的轴线相交于A1点，万向铰依次连接第一连杆、移动副P13、第二连杆，第二连杆通过万向铰连接在动平台的B1点处，万向铰上连接有两个轴线相交的转动副R15和转动副R14。第二支链包括与定平台A1A2A3A4的A2点连接的移动副P21，移动副P21连接第三连杆，第三连杆通过球铰S22与第四连杆连接，第四连杆通过移动副P23连接在所述动平台B1B2B3B4的B2点处。第三支链包括连接在定平台A1A2A3A4的A3点处的球副S31，球副S31连接第五连杆，第五连杆通过移动副P32连接第六连杆，第六连杆通过球副S33连接在动平台B1B2B3B4的B3点处。第四支链包括连接在定平台A1A2A3A4的A4点处的球副S43，球副S43连接第七连杆，第七连杆通过移动副P42连接第八连杆，第八连杆通过球副S44连接在动平台B1B2B3B4的B4点处。本专利技术的有益效果是，一种具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构，解决了现有并联机构精确度相对较低、灵巧性相对较弱的问题。本专利技术的装置具有刚度高、精确度高以及灵巧性强的特点。该装置具有两种不同的四自由度运动模式，在3R1T或2R2T的运动模式中，只需要4个驱动就能实现对该机构的控制，以较少的驱动副，可以实现两种不同的运动模式，增大了该机构的应用范围，降低了该机构的制造成本。附图说明图1是本专利技术的具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构的结构示意图；图2是本专利技术的具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构的处于2R2T运动模式下的结构示意图；图3是本专利技术的具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构处于3R1T运动模式下的结构示意图。图中，1.第一连杆，2.第二连杆，3.第三连杆，4.第四连杆，5.第五连杆，6.第六连杆，7.第七连杆，7.第八连杆，9.定平台，10.动平台。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构，如图1所示，包括矩形动平台B1B2B3B410和矩形定平台A1A2A3A49，定平台A1A2A3A49分别通过第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与动平台B1B2B3B410连接，第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与动平台B1B2B3B410的连接处分别记为B1、B2、B3和B4。第一支链包括在定平台A1A2A3A4的A1处安装的万向铰，万向铰连接转动副R11和转动副R12，转动副R11固定连接在A1点处，并且转动副R11的转轴轴线和Y轴平行，转动副R12的转轴轴线和转动副R11的轴线相交于A1点，万向铰依次连接第一连杆1、移动副P13、第二连杆2，第二连杆2通过万向铰连接在动平台的B1点处，万向铰上连接有两个转轴轴线相交的转动副R15和转动副R14。第二支链包括与与定平台A1A2A3A49的A2点连接的移动副P21，移动副P21连接第三连杆3，第三连杆3通过球铰S22与第四连杆4连接，第四连杆4通过移动副P23连接在动平台B1B2B3B410的B2点处。第三支链包括连接在定平台A1A2A3A49的A3点处的球副S31，球副S31连接第五连杆5，第五连杆5通过移动副P32连接第六连杆6，第六连杆6通过球副S33连接在动平台B1B2B3B410的B3点处。第四支链包括连接在定平台A1A2A3A49的A4点处的球副S43，球副S43连接第七连杆7，第七连杆7通过移动副P42连接第八连杆8，第八连杆8通过球副S44连接在动平台B1B2B3B4的B4点处。本专利技术的具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构，如图1所示的位形下，此时机构具有3R2T运动模式，该运动模式具有瞬时性，动平台具有3个转动自由度和沿Y、Z轴方向的2个移动自由度。控制4条支链中的5个移动驱动副，使得机构到达图2、图3中不同运动模式的机构位形；动平台10沿平行于支链2的移动副P23移动，得到图2所示机构位形，此时机构具有2R2T运动模式，动平台具有绕平行于R11和R12两个转轴转动的2个转动自由度，和沿Y、Z轴移动的2个移动移动自由度；处于机构3R1T运动模式与2R2T运动模式的变换位形，图1所示机构位形下，定平台9绕球副S22，沿第一支链中连接动平台B1点处的万向铰中的转动副R15的转轴轴线转动后，得到图3所示机构位形，此时机构具有3R1T运动模式，动平台10可绕球副S22做3个自由度的转动，可以沿Y轴做一个自由度的移动；在机构处于图1所示机构位形下，控制4条支链中的5个移动副，使得机构到达图2、图3中不同运动模式的机构位形。在第一支链中的移动副P13上设置驱动电机作为驱动副，第二支链中的两个移动副P21、P23上设置驱动电机作为驱动副；第二支链中的移动驱动副P23为辅助移动驱动副，只在该机构运动模式变换的位形下工作；第三支链中的移动副P32和第四支链中的移动副P42上设置移动驱动电机。当动平台10沿Z轴正向移动有限位移，机构位于图2所示机构位形，此时机构具有2R2T运动模式，动平台可以沿Y、Z轴移动，可以沿平行与X轴、Y轴的转轴转动，控制第一支链的移动副P12、第三支链移动副P32和第四支链中的移动副P42，控制第二支链中连接定平台的移动副P21，可以实现2R2T运动模式下机构的控制。当机构处于图3所示机构位形下，控制第一支链中的移动副P12、第三支链中的移动副P32和第四支链中的移动副P42，控制第二支链中连接定平台的移动副P21可以实现3R1T运动模式下机构的控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构，其特征在于，包括矩形动平台B1B2B3B4(10)和矩形定平台A1A2A3A4(9)，所述定平台A1A2A3A4(9)分别通过第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与所述动平台B1B2B3B4(10)连接，所述第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与所述动平台B1B2B3B4(10)的连接处分别记为B1、B2、B3和B4。

【技术特征摘要】
1.具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构，其特征在于，包括矩形动平台B1B2B3B4(10)和矩形定平台A1A2A3A4(9)，所述定平台A1A2A3A4(9)分别通过第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与所述动平台B1B2B3B4(10)连接，所述第一支链、第二支链、第三支链和第四支链与所述动平台B1B2B3B4(10)的连接处分别记为B1、B2、B3和B4。2.如权利要求1所述的具有3R1T和2R2T两种运动模式的并联机构，其特征在于，所述第一支链包括在所述定平台A1A2A3A4(9)的A1处安装的万向铰，所述万向铰连接转动副R11和转动副R12，所述转动副R11固定连接在A1点处，并且转动副R11的轴线和Y轴平行，所述转动副R12的轴线和所述转动副R11的轴线相交于A1点，所述万向铰依次连接第一连杆(1)、移动副P13、第二连杆(2)，所述第二连杆(2)通过万向铰连接在所述动平台B1B2B3B4(10)的B1点处，所述万向铰上连接有两个轴线相交的转动副R15和转动副R14。3.如权利要求1所述的具有3R1T和2R2T两...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61