一种具有高灵巧度两转一移冗余驱动并联机构制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高灵巧度两转一移冗余驱动并联机构，属于机器人技术领域。本发明专利技术包括动平台、定平台及4条完全相同的RPRU支链；所述动平台包括动平台一和动平台二；两条RPRU支链对称设置在动平台一两侧，且每条RPRU支链一端连接定平台，另一端连接动平台一；剩余两条RPRU支链对称设置在动平台二两侧，且每条RPRU支链一端连接定平台，另一端连接动平台二；动平台一与动平台二用动平台转动副连接；本发明专利技术并联机构稳定性能好，结构较为简单，操作方便，其无论动力学还是运动学控制都能有很好的体现，性能优良；其结构为冗余并联机构，使工作空间得到增大，系统的刚度、容错性得到很大提升。

A High Dexterity Two-turn-one-shift Redundant Driven Parallel Mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种具有高灵巧度两转一移冗余驱动并联机构
本专利技术属于机器人
，特别涉及一种具有高灵巧度两转一移冗余驱动并联机构。
技术介绍
两转一移三自由度并联机构在工业加工中包括切削加工，铸造、锻造、冲压、挤压等等加工领域都有很大的用处，这些加工场景下对执行机构的各种要求非常高，具有合适的工作区间，承载能力大，刚度强度大同时容易控制的同类型的并联机构目前并不多。
技术实现思路
为了解决上述一些技术要求，本专利技术提供一种具有高灵巧度两转一移冗余驱动并联机构。其具有完全对称的结构，同时具有冗余性，使得对该机构运动学和动力学控制变得简单。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种具有高灵巧度两转一移冗余驱动并联机构，其特征在于：包括动平台、定平台及4条完全相同的RPRU支链；所述动平台包括动平台一和动平台二；两条RPRU支链对称设置在动平台一两侧，且每条RPRU支链一端连接定平台，另一端连接动平台一；剩余两条RPRU支链对称设置在动平台二两侧，且每条RPRU支链一端连接定平台，另一端连接动平台二；动平台一与动平台二用动平台转动副连接；所述RPRU支链包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；第一连接杆和第二连接杆用移动副连接，所述第一连接杆的另一端与定平台用第二转动副连接，所述第二连接杆另一端与第三连杆用第一转动副、U副第二转动副连接，所述第三连接杆与动平台用U副第一转动副连接；所述移动副用驱动副驱动；U副第一转动副的转动副轴线与U副第二转动副的转动副轴线和第二转动副的转动副轴线垂直，U副第二转动副的转动副轴线平行于第二转动副的转动副轴线。进一步的技术方案在于，所述驱动副为直线电缸。进一步的技术方案在于，连接动平台一的两条RPRU支链，其两个U副第一转动副共轴线布置，且U副第一转动副转动方向所在平面垂直于动平台一；连接动平台二的两条RPRU支链，其两个U副第一转动副共轴线布置，且U副第一转动副转动方向所在平面垂直于动平台二。进一步的技术方案在于，连接动平台一的一条RPRU支链的U副第一转动副，连接动平台二的一条RPRU支链的U副第一转动副，两个U副第一转动副的转动副轴线相互垂直布置。利用上述技术方案，本专利技术与已有的结构相比具有特点：并联机构稳定性能好，结构较为简单，操作方便，其无论动力学还是运动学控制都能有很好的体现，性能优良；其结构为冗余并联机构，使工作空间得到增大，系统的刚度、容错性得到很大提升，每个支链的移动副作为驱动副，使得机构具有良好的运动性和较高的反应速度，并且该机构转动能力较好。附图说明图1是本专利技术的三维结构示意图。在图1中，11、第一支链第一连杆；12、第一支链第二连杆；13、第一支链第三连杆；A1、第一支链U副第一转动副；A2、第一支链U副第二转动副；A3、第一支链第一转动副；A4、第一支链移动副；A5、第一支链第二转动副；21、第二支链第一连杆；22、第二支链第二连杆；23、第二支链第三连杆；B1、第二支链U副第一转动副；B2、第二支链U副第二转动副；B3、第二支链第一转动副；B4、第二支链移动副；B5、第二支链第二转动副；31、第三支链第一连杆；32、第三支链第二连杆；33、第三支链第三连杆；C1、第三支链U副第一转动副；C2、第三支链U副第二转动副；C3、第三支链第一转动副；C4、第三支链移动副；C5、第三支链第二转动副；41、第四支链第一连杆；42、第四支链第二连杆；43、第四支链第三连杆；D1、第四支链U副第一转动副；D2、第四支链U副第二转动副；D3、第四支链第一转动副；D4、第四支链移动副；D5、第四支链第二转动副；5、动平台一；6、动平台二；F、平台转动副；7、定平台。具体实施方式本专利技术实施例中，其阐述了一种具有高灵巧度两转一移冗余驱动并联机构，其包括动平台、定平台7及4条完全相同的RPRU支链；所述动平台包括动平台一5和动平台二6；两条RPRU支链对称设置在动平台一5两侧，且每条RPRU支链一端连接定平台7，另一端连接动平台一5；剩余两条RPRU支链对称设置在动平台二6两侧，且每条RPRU支链一端连接定平台7，另一端连接动平台二6；动平台一5与动平台二6用动平台转动副F连接；所述RPRU支链包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；第一连接杆和第二连接杆用移动副连接，所述第一连接杆的另一端与定平台7用第二转动副连接，所述第二连接杆另一端与第三连杆用第一转动副、U副第二转动副连接，所述第三连接杆与动平台用U副第一转动副连接；所述移动副用驱动副驱动；U副第一转动副的转动副轴线与U副第二转动副的转动副轴线和第二转动副的转动副轴线垂直，U副第二转动副的转动副轴线平行于第二转动副的转动副轴线。本专利技术实施例中，所述驱动副为直线电缸。本专利技术实施例中，连接动平台一5的两条RPRU支链，其两个U副第一转动副共轴线布置，且U副第一转动副转动方向所在平面垂直于动平台一5；连接动平台二6的两条RPRU支链，其两个U副第一转动副共轴线布置，且U副第一转动副转动方向所在平面垂直于动平台二6。本专利技术实施例中，连接动平台一5的一条RPRU支链的U副第一转动副，连接动平台二6的一条RPRU支链的U副第一转动副，两个U副第一转动副的转动副轴线相互垂直布置。本专利技术实施例中，动平台一5为凹型，动平台二6置于动平台一5的凹槽内并用动平台转动副F连接。本专利技术实施例中，两个通过动平台转动副F连接的动平台，分别为动平台一5和动平台二6，一个定平台7。各RPRU支链的第一转动副的转动副轴线平行于第二转动副的转动副轴线。第一支链U副第一转动副A1与第三支链U副第一转动副C1共线，第一支链U副第二转动副A2与第三支链U副第二转动副C2平行，同时第二支链U副第一转动副B1与第四U副支链第一转动副D1共线，第二支链U副第二转动副B2与第四支链U副第二转动副D2共线平行。所述各支链的移动副均为驱动副，该驱动副选择直线电缸驱动，在驱动副运动时，该并联机构可实现两转动一移动3自由度运动。4条RPRU支链分别为第一支链、第二支链、第三支链、第四支链；第一支链：第一支链第一连杆11通过第一支链第二转动副A5与定平台7连接，第一支链第一连杆11的另外一端通过第一支链移动副A4与第一支链第二连杆12连接，第一支链第二连杆12的另一头通过第一支链转动副A3、第一支链U副第二转动副A2与第一支链第三连杆13连接，最后第一支链第三连杆13另一端通过第一支链U副第一转动副A1连接动平台一5。第二支链：第二支链第一连杆21通过第二支链第二转动副B5与定平台7连接，第二支链第一连杆21的另外一端通过第二支链移动副B4与第二支链第二连杆22连接，第二支链第二连杆22的另一头通过第二支链转动副B3、第二支链U副第二转动副B2与第二支链第三连杆23连接，最后第二支链第三连杆23另一端通过第二支链U副第一转动副B1连接动平台二6。第三支链：第三支链第一连杆31通过第三支链第二转动副C5与定平台7连接，第三支链第一连杆31的另外一端通过第三支链移动副C4与第三支链第二连杆32连接，第三支链第二连杆32的另一头通过第三支链转动副C3、第三支链U副第二转动副C2与第三支链第三连杆33连接，最后第三支链第三连杆33另一端通过第三支链U副第一转动副C1连接动平台一5。第四支链：第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高灵巧度两转一移冗余驱动并联机构，其特征在于：包括动平台、定平台及4条完全相同的RPRU支链；所述动平台包括动平台一和动平台二；两条RPRU支链对称设置在动平台一两侧，且每条RPRU支链一端连接定平台，另一端连接动平台一；剩余两条RPRU支链对称设置在动平台二两侧，且每条RPRU支链一端连接定平台，另一端连接动平台二；动平台一与动平台二用动平台转动副连接；所述RPRU支链包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；第一连接杆和第二连接杆用移动副连接，所述第一连接杆的另一端与定平台用第二转动副连接，所述第二连接杆另一端与第三连杆用第一转动副、U副第二转动副连接，所述第三连接杆与动平台用U副第一转动副连接；所述移动副用驱动副驱动；U副第一转动副的转动副轴线与U副第二转动副的转动副轴线和第二转动副的转动副轴线垂直，U副第二转动副的转动副轴线平行于第二转动副的转动副轴线。

【技术特征摘要】
1.一种具有高灵巧度两转一移冗余驱动并联机构，其特征在于：包括动平台、定平台及4条完全相同的RPRU支链；所述动平台包括动平台一和动平台二；两条RPRU支链对称设置在动平台一两侧，且每条RPRU支链一端连接定平台，另一端连接动平台一；剩余两条RPRU支链对称设置在动平台二两侧，且每条RPRU支链一端连接定平台，另一端连接动平台二；动平台一与动平台二用动平台转动副连接；所述RPRU支链包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；第一连接杆和第二连接杆用移动副连接，所述第一连接杆的另一端与定平台用第二转动副连接，所述第二连接杆另一端与第三连杆用第一转动副、U副第二转动副连接，所述第三连接杆与动平台用U副第一转动副连接；所述移动副用驱动副驱动；U副第一转动副的转动副轴线与U副第二转动副的转动副轴线和第二转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永泉，邓威耀，张阳，张立杰，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13