一种零耦合度且运动解耦的球面并联机构制造技术

一种零耦合度且运动解耦的球面并联机构，包含动平台(1)、静平台(0)以及连接动平台(1)、静平台(0)的一条无约束支链S33‑P32‑S31、一条包含6个转动副的混合支链，这条混合支链的约束度为零，它包含由轴线相交于一点(o)的5个转动副组成的一个回路(R11‑R12‑R23‑R22‑R21)，并在回路输出构件(2)上串联一个与转动副一(R23)共轴线的转动副二(R13)；同时，转动副二(R13)连接动平台(1)的一端，动平台(1)的另一端与无约束支链的一个球副(S33)连接，这种拓扑结构及几何约束保证了该机构的耦合度为零，且结构简单、制造容易。

A Zero Coupling Spherical Parallel Mechanism with Motion Decoupling

A zero-coupling and motion-decoupled spherical parallel mechanism consists of a moving platform (1), a static platform (0) and an unconstrained branched chain S33 P32 S31 connecting a moving platform (1) and a static platform (0), and a hybrid branched chain containing six rotating pairs. The constraint degree of the hybrid branched chain is zero, and it contains five rotations from an axis intersecting at a point (o). A circuit (R11 R12 R23 R22 R21) consisting of a moving pair is connected in series with a rotating pair 2 (R13) coaxial with the rotating pair 1 (R23) on the output component (2) of the loop. At the same time, the rotating pair 2 (R13) connects one end of the moving platform (1) and the other end of the moving platform (1) is connected with a ball pair (S33) of the unconstrained branch chain. Geometric constraints ensure that the coupling degree of the mechanism is zero, and the structure is simple and easy to manufacture.

【技术实现步骤摘要】
一种零耦合度且运动解耦的球面并联机构
本专利技术涉及一种并联机器人机构，为球面机器人等提供一个新的零耦合度且运动解耦的三自由度球面并联机构。
技术介绍
并联结构的操作手已得到了工业应用，例：三平移的Delta操作手，以及三平移一转动的操作手，如H4、I4、Par4、Cross-IV，已在高速抓放、定位装配、搬运、分拣、上下料等工艺上发挥了很好的作用；而专利201210435375.1、201510564382.5、201510567133.1、201510564195.7、201510566039.4、201510566840.9等，也公开了一批三平移一转动并联机器人的新机型。对三自由度球面并联机器人机构，国内外学者已作了较多的研究。1981年，Cox提出了一种可用于摄像定位装置和卫星天线的3-3R三自由度球面并联机构，这种机构包含三条支链，每条支链均由三个转动副组成，并且所有转动副的轴线都交于一点，动平台绕该中心点自由转动，但该机构的装配精度要求较高；1989年Gosselin提出了三驱动器共面的3-RRR球面并联机构；2007年向中凡等提出了一种S+3-SPS球面并联机构的变形机构S+3-PSS并联机构；2008年Gallardo提出一系列具有2条支链和一个从动球铰结构的三自由度球面并联机构，这些可以看做是由S+3-SPS球面并联机构衍化而来；2012年杨廷力等基于方位特征集(POC)的并联机构拓扑结构设计方法，综合出两种S+3-SPS球面并联机构。但零耦合度且运动解耦的三自由度球面并联机构还不多。因此，要提出新的零耦合度且运动解耦球面并联机构。专利技术内容本专利技术的目的是要克服现有技术的不足，而提供一个新的零耦合度且运动解耦球面并联机构，这个机构具有结构简单、零耦合度、部分运动解耦、解析式运动学正解等优点。本专利技术的技术方案是，一种零耦合度且运动解耦的球面并联机构，包含动平台(1)、静平台(0)以及连接动平台(1)、静平台(0)的一条无约束支链S33-P32-S31和一条包含6个转动副的混合支链，这条混合支链的约束度为零，它包含由轴线相交于一点(o)的5个转动副组成的一个回路(R11-R12-R23-R22-R21)，并在回路输出构件(2)上串联一个与转动副一(R23)共轴线的转动副二(R13)；同时，转动副二(R13)连接动平台(1)的一端，动平台(1)的另一端与无约束支链的一个球副(S33)连接，这种拓扑结构及几何约束保证了该机构的耦合度为零。该机构具有运动解耦性，且耦合度为零，因此，位置正解分析容易。附图说明附图1为本专利技术实施例的结构示意图。具体实施方式下面通过附图和实例对本专利技术的技术给予进一步地说明。图1所示的并联机构可为本专利技术的实施例，其技术方案是这样的：一种零耦合度且运动解耦的球面并联机构，包含动平台1、静平台0以及连接动平台1、静平台0的一条无约束支链S33-P32-S31、一条包含6个转动副的混合支链，这条混合支链的约束度为零，它包含由轴线相交于一点o的5个转动副组成的一个回路R11-R12-R23-R22-R21，并在回路输出构件2上串联一个与转动副一R23共轴线的转动副二R13；同时，转动副二R13连接动平台1的一端，动平台1的另一端与无约束支链的一个球副S33连接，这种拓扑结构及几何约束保证了该机构的耦合度为零。该机构具有部分运动解耦性，且耦合度为零，因此，能得到解析式的位置正解。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种零耦合度且运动解耦的球面并联机构，包含动平台(1)、静平台(0)以及连接动平台(1)、静平台(0)的一条无约束支链S33‑P32‑S31和一条包含6个转动副的混合支链，其特征在于这条混合支链的约束度为零，它包含由轴线相交于一点(o)的5个转动副组成的一个回路(R11‑R12‑R23‑R22‑R21)，并在回路输出构件(2)上串联一个与转动副一(R23)共轴线的转动副二(R13)；同时，转动副二(R13)连接动平台(1)的一端，动平台(1)的另一端与无约束支链的一个球副(S33)连接，这种拓扑结构及几何约束保证了该机构的耦合度为零。

【技术特征摘要】
1.一种零耦合度且运动解耦的球面并联机构，包含动平台(1)、静平台(0)以及连接动平台(1)、静平台(0)的一条无约束支链S33-P32-S31和一条包含6个转动副的混合支链，其特征在于这条混合支链的约束度为零，它包含由轴线相交于一点(o)的5个转动副组成的一个回路(R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈惠平，王恪，邓嘉鸣，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32