一种三自由度的并联机构制造技术

本实用新型专利技术公开的一种三自由度的并联机构，包括呈立方体角台形状的动平台和呈立方体角台形状的定平台，动平台分别通过三条支链与定平台连接呈立方体形状，每个支链包括与定平台相连的转动副R1，转动副R1通过第一连杆与球副S连接，球副S通过第二连杆与转动副R2连接，转动副R2与动平台相连。本实用新型专利技术公开的并联机构具有三条支链，解决了并联机构自由度多导致的制造过程复杂，成本高以及不易控制的问题。具有承载刚度大、精确度高及灵巧性强的特点动平台的承载刚度大，能够基于此机构设计运动模拟、运动康复等设备。

【技术实现步骤摘要】
一种三自由度的并联机构
本技术属于机器人
，涉及一种三自由度的并联机构。
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，但是自由度越多，则制造和控制的成本也相对较高，并且不易控制，制造与安装过程复杂。因而，并联机构自由度的减少将使得机构结构更为简单，制造和控制成本也相对较低，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。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种三自由度的并联机构，解决了并联机构自由度多导致的制造过程复杂和较难控制的问题，6个自由度只有3个自由度独立，刚度高，精确度高。本技术所采用的技术方案是，一种三自由度的并联机构，包括呈立方体角台形状的动平台和呈立方体角台形状的定平台，动平台分别通过三条支链与定平台连接呈立方体形状，每个支链包括与定平台相连的转动副R1，转动副R1通过第一连杆与球副S连接，球副S通过第二连杆与转动副R2连接，转动副R2与动平台相连。本技术的其他特点还在于，动平台包括B1、B2和B3，B1、B2和B3分别位于三个相互垂直且相交于一点的三条轴线上，定平台包括A1、A2和A3，A1、A2和A3分别位于三个相互垂直且相交于一点的三条轴线上。三个转动副R1两两垂直且相交于一点，该点是转动副轴线形成的立方体角台的顶点，三个所述转动副R2两两垂直且相交于一点，该点是转动副轴线形成的立方体角台的顶点。本技术的有益效果是，一种三自由度的并联机构，解决了并联机构自由度多导致的制造过程复杂和不易控制的问题，6个自由度只有3个自由度独立，刚度高，精确度高。具有承载刚度大、精确度高及灵巧性强的特点，具有三个自由度，动平台可连接操作手，动平台在空间的位置和姿态，可使用6个参数进行描述，分别为其空间的3个位置坐标和3个姿态坐标，驱动转动副R11、R21、R31，可使得动平台在空间中的姿态和位置发生变化。本技术的并联机构具有三条支链，动平台的承载刚度大，能够基于此机构设计运动模拟、运动康复等设备。附图说明图1是本技术的一种三自由度的并联机构的结构示意图。图中，1.动平台，2.定平台，3.球副，4.第二连杆，5.第一连杆。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术的一种三自由度的并联机构，如图1所示，包括呈立方体角台形状的动平台1和呈立方体角台形状的定平台2，动平台1分别通过三条支链与定平台2连接呈立方体形状。动平台1包括B1、B2和B3，B1、B2和B3分别位于三个相互垂直且相交于一点的三条轴线上，定平台2包括A1、A2和A3，A1、A2和A3分别位于三个相互垂直且相交于一点的三条轴线上。每个支链包括与定平台1相连的转动副R1，转动副R1通过第一连杆5与球副S连接，球副S3通过第二连杆4与转动副R2连接，转动副R2与动平台1相连。三个转动副R1两两垂直且相交于一点，该点是转动副轴线形成的立方体角台的顶点，三个转动副R2两两垂直且相交于一点，该点是转动副轴线形成的立方体角台的顶点。本技术的一种三自由度的并联机构的工作原理是，启动驱动电机，三条支链中的转动副R1转动，使三条支链中的球副S3在特定平面上移动，从而带动连接动平台1的转动副R2转动，最终动平台的位置和姿态发生改变。本技术的一种三自由度的并联机构使用方法是，具有三个自由度，动平台1可连接操作手，动平台1在空间的位置和姿态，可使用6个参数进行描述，分别为其空间的3个位置坐标和3个姿态坐标，6个参数中只有3个是独立的，得知其中任意的3个参数，可根据机构的约束方程求得其他的3个参数，三条支链中的转动副R1转动，使三条支链中的球副S3在特定平面上移动，从而带动连接动平台1的转动副R2转动，最终动平台1的位置和姿态发生改变。本技术的一种三自由度的并联机构具有三条支链，动平台1的承载刚度大，使用3个转动副R2使得动平台1的6个位置、姿态参数都发生变化，利用这一特点，能够基于此机构设计运动模拟、运动康复等设备，在一些特殊的场合下，只需要控制机构动平台的3个独立的参数，其他3个参数不作要求时，本技术并联机构也可以作为设备的机构构型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三自由度的并联机构，其特征在于，包括呈立方体角台形状的动平台(1)和呈立方体角台形状的定平台(2)，所述动平台(1)分别通过三条支链与定平台(2)连接呈立方体形状，每个所述支链包括与定平台(2)相连的转动副R1，所述转动副R1通过第一连杆(5)与球副S(3)连接，所述球副S(3)通过第二连杆(4)与转动副R2连接，所述转动副R2与所述动平台(1)相连。

【技术特征摘要】
1.一种三自由度的并联机构，其特征在于，包括呈立方体角台形状的动平台(1)和呈立方体角台形状的定平台(2)，所述动平台(1)分别通过三条支链与定平台(2)连接呈立方体形状，每个所述支链包括与定平台(2)相连的转动副R1，所述转动副R1通过第一连杆(5)与球副S(3)连接，所述球副S(3)通过第二连杆(4)与转动副R2连接，所述转动副R2与所述动平台(1)相连。2.如权利要求1所述的一种三自由度的并联机构，其特征在于，...

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