一种(2T)&(1T1R)&1R五自由度解耦混联机构制造技术

本发明专利技术属于机器人领域，特别涉及一种空间解耦混联机构。其主要包括一个两分支并联机构(2T)和一个两分支并联机构(1T1R)和一个转动机构末端1R，两分支并联机构一由定平台、中间平台、以及连接中间平台和定平台的两个分支组成。分支一由一个移动副和三个轴线互相平行转动副组成；分支二由两个中心线相互垂直的移动副和一个转动副组成；两分支并联机构二由中间平台、动平台以及连接中间平台和动平台的两个分支组成。分支三由一个移动副和两个轴线互相平行转动副组成；分支四由一个移动副和一个转动副组成；动平台通过转动副与机构末端连接。本发明专利技术实现三移两转功能、结构稳定、刚性好、运动解耦，易于控制。

【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术属于机器人领域，特别涉及一种空间解耦混联机构。
技术介绍
如今广泛使用的工业机器人大都串联机器手，列如典型的SCARA、PUMA机器人，其工作空间大，适用范围广，已在焊接、喷漆、搬运、汽车装配等领域得到了应用。串联机器人需在各关节上设置驱动装置，故运动惯量较大，因而不宜实现高速或超高速操作。DelTa是典型的空间三自由度并联机构，整体结构精密、紧凑，驱动部分均布于固定平台。承载能力强、刚度大、自重负荷比小、动态性能好，正在市场上被广泛应用。但同时存在运动空间小，难控制的缺点。混联机器人同时兼具串联机器人工作空间大、易控制，并联器人结构稳定、刚度大、误差积累少、动态性能好、易求得运动学反解等各自的优点，同时又能避免单纯串、并联构型缺点，在现代制造业中更具有实用性。少自由度并联机构设计与创新是混联机构的设计一个重要前提，由于混联机器人包涵并联结构，并联机构存在运动耦合性强的问题。混联机器人耦合性的存在使得机构在机构设计、计算分析和运动控制等方面存在着诸多问题。因此，为简化混联机器人的控制过程，提高混联机构的解耦性已经成为机构学研究领域的热点问题。在五自由度混联机器人研究中，意大利Motor Power公司研制的5自由度Galileo球形混联机器人，则由2R串联结构串联一个2T并联机构后，又在其输出杆串联1R构成，可以高精度、高响应实现物料的高速分选。上海交通大学高峰专利技术的5自由度混联重型混联锻压操作机等。对于五自由度混联机构的解耦性研究取得一些进展，例如，中国专利文献CN102120205A提出了一种单喷枪喷涂五轴混联机器人，该机构不仅编程容易，制造及控制精度也易提高，完全解耦。上述专利技术机构虽然机构动平台能实现三移两转运动，但是该类机构十分稀少，大部分机构的解耦性并没有很好解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构稳定、易于控制、运动解耦的三移两转五自由度混联机构。其主要由其主要包括一个两分支并联机构(2T)和一个两分支并联机构(1T1R)和一个转动机构末端1R组成(2T)&(1T1R)&1R五自由度解耦混联机构。两分支并联机构一由定平台、中间平台、以及连接中间平台和定平台的两个分支组成；两分支并联机构二由中间平台、动平台以及连接中间平台和动平台的两个分支组成。分支一由一个移动副和三个转动副组成，第一个连杆的一端通过移动副与动平台连接且方 向平行于三个转动副轴线方向，该连杆的另一端通过转动副与第二个连杆，第二个连杆的另一端与第三个连杆连接，第三个连杆另一端通过转动副与机器人末端连接；分支二由两个移动副和一个转动副组成，第一个连杆的一端通过移动副与动平台连接且方向垂直于定平台，该第一个连杆的另一端通过移动副与第二个连杆连接，该第二个连杆的另一端通过转动副与动平台连接，两移动方向相互垂直；分支三中第一个连杆的一端通过移动副与动平台连接且方向平行于定平台与分支二中移动副垂直，该第一个连杆的另一端通过转动副与第二个连杆连接，该第二个连杆的另一端通过转动副与机构末端连接，两转动副轴线相互平行平行于定平面与分支一、二、三中转动副轴线垂直；分支四中第一个连杆的一端通过移动副与动平台连接且方向平行于分支五中移动副，该第一个连杆的另一端通过转动副与机构末端连接，机构末端通过转动副与动平台连接。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、结构稳定，运动副都是低副，装配简单，可以降低制造成本；2、实现了空间三个移动自由度和两个转动自由度解耦；3、所有输入驱动全部与平台相连，这样减少了杆件的负载，具有良好的运动性和稳定性。附图说明图1是本专利技术的立体示意简图。图2是本专利技术的立体示意简图。图3整体示意结构简图。具体实施方式在图3所示的一种三移两转五自由度解耦空间混联机构示意图中，分支一中第一连杆4的一端通过移动副3与定平台上导轨2连接，第一连杆的另一端通过转动副5与第二个连杆6连接，第二个连杆另一端通过转动副7与第三个连杆8连接，连杆另一端通过转动副9与中间平台10连接。分支二支链第一连杆12的一端通过移动副11与定平台连接，第一连杆的另一端通过移动副13与连杆14连接，连杆另一端通过转动副5与动平台10连接。分支三中第一连杆18的一端通过移动副17与中间平台上导轨16连接，第一连杆的另一端通过转动副19与连杆20连接，连杆20另一端通过转动副21与混联机构末端26连接。分支四中第一连杆24的一端通过移动副23与动平台上导轨22连接，第一连杆的另一端通过转动副25与混联机构末端26连接。混联机构末端26通过转动副27与动平台连接。分支一中移动副3中心线平行于底平面，垂直于移动副11、13、17、22中心线，转动副5、7、9的轴线互相平行与移动动副3的中心线方向平行。分支二中移动副11中心线垂直于定平台平行于转动副27轴线，移动副13中心线平行于定平台且平行于移动副3中心线垂直于移动副11中心线。转动副15轴线平行于定平台与平行于移动副17、23中心线，垂直于转动副5、7、9轴线。分支三中移动副17中心线平行于中间平台且平行于移动副22中心线 方向，转动副19轴线与中间平台平行且垂直于转动副15。转动副21轴线与转动副19轴线平行；分支四中移动副中心线平行于中间平台与移动副3中心线垂直，转动副25轴线与转动副21轴线平行。转动副轴线27垂直于动平台。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种(2T)&(1T1R)&1R五自由度解耦混联机构，其主要包括两个两分支并联机构和一个转动机构末端组成，两分支并联机构一由定平台、中间平台、以及连接中间平台和定平台的两个分支组成；两分支并联机构二由中间平台、动平台以及连接中间平台和动平台的两个分支组成；其特征在于：分支一由一个移动副和三个转动副组成，第一个连杆的一端通过移动副与动平台连接且方向平行于三个转动副轴线方向，该连杆的另一端通过转动副与第二个连杆，第二个连杆的另一端与第三个连杆连接，第三个连杆另一端通过转动副与机器人末端连接；分支二由两个移动副和一个转动副组成，第一个连杆的一端通过移动副与动平台连接且方向垂直于定平台，该第一个连杆的另一端通过移动副与第二个连杆连接，该第二个连杆的另一端通过转动副与动平台连接，两移动方向相互垂直；分支三中第一个连杆的一端通过移动副与动平台连接且方向平行于定平台与分支二中移动副垂直，该第一个连杆的另一端通过转动副与第二个连杆连接，该第二个连杆的另一端通过转动副与机构末端连接，两转动副轴线相互平行平行于定平面与分支一、二、三中转动副轴线垂直；分支四中第一个连杆的一端通过移动副与动平台连接且方向平行于分支五中移动副，该第一个连杆的另一端通过转动副与机构末端连接，机构末端通过转动副与动平台连接。...

【技术特征摘要】
1.一种(2T)&(1T1R)&1R五自由度解耦混联机构，其主要包括两个两分支并联机构和一个转动机构末端组成，两分支并联机构一由定平台、中间平台、以及连接中间平台和定平台的两个分支组成；两分支并联机构二由中间平台、动平台以及连接中间平台和动平台的两个分支组成；其特征在于：分支一由一个移动副和三个转动副组成，第一个连杆的一端通过移动副与动平台连接且方向平行于三个转动副轴线方向，该连杆的另一端通过转动副与第二个连杆，第二个连杆的另一端与第三个连杆连接，第三个连杆另一端通过转动副与机器人末端连接；分支二由两个移动副和一个转动副组成，第一个连杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹毅，秦友蕾，陈海，李佳桐，李可，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32