一种具有两转动两移动的结构冗余并联机构制造技术

本发明专利技术要解决的技术问题是克服背景技术存在的不足，提出了一种新的结构冗余的并联机器人机构，实现工作平台在空间两个转动和两个平动的位姿变换，该并联机构应具有克服机构的奇异位形并改善机构的力传递性能等优点。该机构的整体结构图如摘要附图所示，由四条支链依次成90°排布而成。这四条支链实质上可以分为两类，这两类支链两两对称分布，在运动副的排布上，互处于对位的两条支链在结构上完全一致。该结构冗余的两转动两平动的并联机构在结构上相对简单、易生产加工，可应用于机床复杂曲面加工、材料搬运、仿真平台等领域。

A structural redundant parallel mechanism with two turns and two movements

The invention solves the technical problems is to overcome the shortcomings existing in the background technology, parallel robot mechanism is a new structural redundancy is proposed, work platform in the space of two rotational and two translational pose transformation, the advantages of the singularity of the parallel mechanism should have overcome mechanism and improve the mechanism of force transmission performance etc.. The overall structure of the mechanism, as shown in the summary figure, consists of four branched chains arranged in turn at 90 degrees. These four branches can be essentially divided into two kinds. These two kinds of branch chains are symmetrically distributed, and the two branches of the 22 pairs of branches in the arrangement of kinematic pairs are in perfect agreement with each other. The structure of the two rotating and two translational parallel mechanism with redundant structure is relatively simple and easy to produce and process, and can be applied to the machining of complicated surfaces, material handling, simulation platform, etc. of machine tools.

【技术实现步骤摘要】
一种具有两转动两移动的结构冗余并联机构
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种有两转动两移动自由度的结构冗余并联机器人机构。
技术介绍
并联机构具有高刚度、高精度及大承载能力的优点，目前对于并联机构构型已有较多的研究，对于大多数少自由度并联机构，以6自由度和3自由度居多，而具有空间两转动两移动自由度的并联机构则较少。本文提出一种新的4自由度并联机构，可应用于机床复杂曲面加工、材料搬运、仿真平台等领域。现有的两转动两移动并联机构多是非冗余的，无法很好的克服奇异位型，因此工作空间受到了分割，从而限制了机构的应用。因此，本专利技术提出了一种结构相对简单、易生产加工的两转动两移动的结构冗余并联机构。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服
技术介绍
存在的不足，提出了一种新的结构冗余的并联机器人机构，实现工作平台在空间两个转动和两个平动的位姿变换，该并联机构应具有克服机构的奇异位形并改善机构的力传递性能等优点。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种结构冗余的四自由度并联机器人机构，该并联机器人机构包括：定平台，中央平台，动平台以及第一条支链4-1、第二条支链5-1、第三条支链4-2、和第四条支链5-2。其中支链4-1和支链4-2相同，我们称之为第一类支链，支链5-1和支链5-2相同，我们称之为第二类支链。第一类支链(支链4-1、4-2)包括：滑块，球副杆，连架杆，销。构成第一类支链的零部件间的连接：两个滑块嵌套在连架杆中形成移动副，上端滑块与球副杆连接形成转动副，球副杆则通过球副直接与动平台相连接。下端滑块与中央平台连接形成转动副，连架杆与定平台通过销连接形成转动副。第二类支链(支链5-1、5-2)包括：滑块，球副滑杆，连架杆，销、十字销、连杆。构成第二类支链的零部件间的连接：滑块嵌套在连架杆中形成移动副，并与中央平台连接形成转动副。连架杆一端通过十字销与连杆连接形成虎克副，球副杆插入连杆中形成沿杆长方向的移动副。球副滑杆与动平台通过球副连接。连架杆的另一端通过与定平台的销连接形成转动副。结构冗余的四自由度并联机器人机构通过以上两类支链，总共四条支链，四条支链依次间隔90°均匀分布在动平台和定平台之间，并同时将动平台、中央平台、定平台依次连接起来。这两类支链两两对称分布，在运动副的排布上，互处于对位的两条支链在结构上完全一致。在本机构中，驱动副为各支链与动平台相近端的移动副，以及中央平台与定平台相连接的移动副，总共5个驱动，驱动方式可选用滚珠丝杠(图中省略)；动平台作为末端执行器，当驱动副运动时，动平台作两转动两移动的四自由度运动。本专利技术和已有技术相比所具有的有益效果：本专利技术提出的并联机构可以执行空间两转动两移动运动，该机构结构相对简单、易生产加工，减少了机构的奇异位形并改善了机构的力传递性能，可用于复杂曲面加工、材料搬运、运动模拟等领域。附图说明图1结构冗余的四自由度并联机器人机构的结构示意图；图2第一类支链组件的结构示意图；图3第二类支链组件的结构示意图；图4动平台的结构示意图；图5中央平台的结构示意图；图6定平台的结构示意图；图中：定平台1，中间平台2，动平台3，第一类支链4-1、4-2，第二类支链5-1、5-2，连架杆6，销7-1、7-2，滑块8-1、8-2、8-3，球副杆9，连杆10，球副滑杆11，连架杆12，十字销13。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的方案做进一步说明。如图1所示为一种结构冗余的四自由度并联机器人机构，该并联机器人机构包括：定平台1，四条支链(4-1、4-2、5-1、5-2)，中央平台2，动平台3。四条支链依次间隔90°均匀分布在动平台和定平台之间。第一类支链(支链4-1、4-2)包括：滑块(8-1、8-2)，球副杆9，连架杆6，销7-1。构成第一类支链的零部件间的连接：两个滑块嵌套在连架杆中形成移动副，上端滑块8-1与球副杆9连接形成转动副，球副杆则通过球副直接与动平台3相连接。下端滑块8-2与中央平台2连接形成转动副，连架杆6与定平台1通过销连接形成转动副。第二类支链(支链5-1、5-2)包括：滑块8-3，球副滑杆11，连架杆12，销7-2、十字销13、连杆10。构成第二类支链的零部件间的连接：滑块8-3嵌套在连架杆12中形成移动副，并与中央平台2连接形成转动副。连架杆12一端通过十字销13与连杆10连接形成虎克副，球副杆11插入连杆10中形成沿杆长方向的移动副。球副滑杆11与动平台3通过球副连接。连架杆12的另一端通过与定平台1的销连接形成转动副。结构冗余的四自由度并联机器人机构通过以上两类支链，总共4条支链，将动平台、中央平台、定平台依次连接起来。这两类支链两两对称分布，在运动副的排布上，互处于对位的两条支链在结构上完全一致。在本机构中，驱动副为各支链与动平台相近端的移动副，以及中央平台与定平台相连接的移动副，总共5个驱动，驱动方式可选用滚珠丝杠(图中省略)；动平台作为末端执行器，当驱动副运动时，动平台作两转动两移动的四自由度运动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构冗余的两平动两转动四自由度并联机器人机构，该并联机器人机构包括：定平台1，四条支链(4‑1、4‑2、5‑1、5‑2)，中央平台2，动平台3。四条支链依次间隔90°均匀分布在动平台和定平台之间。

【技术特征摘要】
1.一种结构冗余的两平动两转动四自由度并联机器人机构，该并联机器人机构包括：定平台1，四条支链(4-1、4-2、5-1、5-2)，中央平台2，动平台3。四条支链依次间隔90°均匀分布在动平台和定平台之间。2.根据权利要求1所述的结构冗余的两平动两转动四自由度并联机器人机构，其特征在于，它的第一类支链(支链4-1、4-2)包括：滑块(8-1、8-2)，球副杆9，连架杆6，销7-1。连接方式为：两个滑块嵌套在连架杆中形成移动副，上端滑块8-1与球副杆9连接形成转动副，球副杆则通过球副直接与动平台3相连接。下端滑块8-2与中央平台2连接形成转动副，连架杆6与定平台1通过销连接形成转动副。3.根据权利要求1所述的结构冗余的两平动两转动四自由度并联机器人机构，其特征在于，它的第二类支链(支链5-1、5-2)包括：滑块8-3，球副滑杆11，连架杆12，销7-2、十字销...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲海波，王向阳，张传亮，郭盛，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11