本发明专利技术属于并联机器人设计领域，涉及一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，包括包括基座、动平台、布置在基座与动平台之间的多个支链组以及连接杆组；基座上、下对称布置有多个驱动装置，驱动装置与支链组连接；本发明专利技术通过动平台的变形即可实现曲轴的转动；可变结构动平台包括三组曲柄滑块机构，借助于各个滑块的特定运动，并通过错开各组机构的死点，即可实现曲轴在正负两个方向上的无限制连续转动；同时使用了两组呈一定夹角布置的3R支链，由于只包括转动副，因此该动平台的摩擦阻力低；得益于使用的连接杆组，该动平台在水平两个方向上的转动角度超过正负90度，再考虑曲轴的无限制连续转动，因此动平台具有大姿态工作空间。作空间。作空间。
【技术实现步骤摘要】
一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人
[0001]本专利技术属于并联机器人设计领域，涉及一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人。
技术介绍
[0002]与串联机构相比，并联机构具有刚度高、累积误差小、动态特性好等特点，因此广泛应用于运动模拟器、定位平台、高速操作手、机床加工等领域。例如，常规的六自由度Stewart平台包括一个动平台与定平台，以及六条UPS支链(U表示虎克副、P表示移动副、S表示球面运动副)，虽然具有三个移动与三个转动自由度，但工作空间范围较小，尤其是姿态工作空间。受限于动平台与支链之间的干涉，其动平台与水平面的夹角不超过40度。另外一种名为Hexa的六自由度并联机构采用了六条RUS支链(R表示转动副)，面临同样的问题，即转动角度有限。为增加输出的角度，一些学者设计了含有铰接动平台的并联机构。例如，Pierrot等提出了具有铰接动平台的H4、I4和Par4等类型的四自由度并联机构。其中，Par4型并联机构的铰接动平台为一平行四边形，通过增速机构将平行四边形两对边的相对运动转换为末端执行器的整周转动。虽然这类含铰接动平台的并联机构具有整周转动的能力，但只有一个转动自由度的输出，难以满足复杂运动的要求。
技术实现思路
[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，解决以上现有的技术问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，包括包括基座、动平台、布置在基座与动平台之间的多个支链组以及连接杆组；基座上、下对称布置有多个驱动装置，驱动装置与支链组连接。
[0005]可选的，支链组分别为第一支链组、第二支链组、第三支链组，第一支链组、第二支链组和第三支链组结构相同；第一支链组由A支链和B支链组成。
[0006]可选的，A支链由A主动臂、A从动臂、A虎克铰、B虎克铰组成；A虎克铰与B虎克铰结构相同，由A转轴与B转轴配合连接而成。
[0007]可选的，A主动臂一端与驱动装置通过转动副连接，另一端与A虎克铰的A转轴通过转动副连接；A从动臂一端与A虎克铰的B转轴通过转动副连接，另一端与B虎克铰的A转轴通过转动副连接。
[0008]可选的，B支链由B主动臂、B
‑
1从动臂、B
‑
2从动臂、A连杆轴组成；B主动臂一端与驱动装置通过转动副连接，另一端通过转动副与A连杆轴连接；B
‑
1从动臂与B
‑
2从动臂结构相同，其中一端分别与A连杆轴的两端通过转动副连接。
[0009]可选的，连接杆组分别为第一连接杆组、第二连接杆组、第三连接杆组；第一连接杆组由B连杆轴、A万向铰、B
‑
1万向铰组成；第二连接杆组由B连杆轴、A万向铰、B
‑
2万向铰、B
‑
3万向铰组成。
[0010]可选的，第二连接杆组与第三连接杆组结构相同；B连杆轴与A连杆轴结构相同，B连杆轴依次穿过A万向铰，B
‑
1万向铰或B
‑
2万向铰，并通过转动副连接；B连杆轴两端分别与B
‑
1从动臂、B
‑
2从动臂通过转动副连接；A万向铰与B虎克铰的B转轴通过转动副连接；B
‑
3万向铰与B
‑
2万向铰的转轴通过转动副连接。
[0011]可选的，动平台由云台、曲轴和阵列式连接的多组曲柄传动机构组成；曲柄传动机构分别为第一曲柄传动机构、第二曲柄传动机构、第三曲柄传动机构，第一曲柄传动机构、第二曲柄传动机构与第三曲柄传动机构结构相同。
[0012]可选的，第一曲柄传动机构由A1连杆、A2连杆、B1连杆、B2连杆、C连杆、滑块组成；A1连杆、A2连杆、B1连杆、B2连杆与C连杆结构相同；A1连杆一端与滑块的A转轴通过转动副连接，另一端与A2连杆通过转动副连接；A2连杆另一端与云台通过转动副连接；B1连杆一端与滑块的B转轴通过转动副连接，另一端与B2连杆通过转动副连接；B2连杆另一端与云台通过转动副连接；C连杆一端与滑块的C转轴通过转动副连接，另一端与曲轴的B转轴通过转动副连接；第一曲柄传动机构的滑块的D转轴与第一连接杆组的B
‑
1万向铰通过转动副连接。
[0013]可选的，第二曲柄传动机构的滑块的D转轴与第二连接杆组的B
‑
3万向铰通过转动副连接；第三曲柄传动机构的滑块的D转轴与第三连接杆组的B
‑
3万向铰通过转动副连接；曲轴穿过云台，曲轴的A转轴与云台通过转动副连接。
[0014]本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，提出了一种具有可变结构的动平台，通过动平台的变形即可实现曲轴的转动；(2)该可变结构动平台包括三组曲柄滑块机构，借助于各个滑块的特定运动，并通过错开各组机构的死点，即可实现曲轴在正负两个方向上的无限制连续转动；(3)为保证滑块的直线运动，使用了两组呈一定夹角布置的3R支链(R表示转动副)，由于只包括转动副，因此该动平台的摩擦阻力低；(4)得益于使用的连接杆组，该动平台在水平两个方向上的转动角度超过正负90度，再考虑曲轴的无限制连续转动，因此动平台具有大姿态工作空间。
[0015]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0017]图1为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的整体结构示意图；
[0018]图2为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的基座示意图；
[0019]图3为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的第一支链组示意图；
[0020]图4为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的A支链示意图；
[0021]图5为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的A主动臂示意图；
[0022]图6为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的A从动臂示意图；
[0023]图7为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的A虎克铰示意图；
[0024]图8为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的B支链示意图；
[0025]图9为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的B从动臂示意图；
[0026]图10为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的B
‑
1从动臂示意图；
[0027]图11为本专利技术一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人的A连杆轴示意本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，其特征在于：包括包括基座、动平台、布置在所述基座与动平台之间的多个支链组以及连接杆组；所述基座上、下对称布置有多个驱动装置，所述驱动装置与所述支链组连接。2.根据权利要求1所述的一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，其特征在于：所述支链组分别为第一支链组、第二支链组、第三支链组，所述第一支链组、第二支链组和所述第三支链组结构相同；所述第一支链组由A支链和B支链组成。3.根据权利要求2所述的一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，其特征在于：所述A支链由A主动臂、A从动臂、A虎克铰、B虎克铰组成；所述A虎克铰与所述B虎克铰结构相同，由A转轴与B转轴配合连接而成。4.根据权利要求3所述的一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，其特征在于：所述A主动臂一端与所述驱动装置通过转动副连接，另一端与所述A虎克铰的A转轴通过转动副连接；所述A从动臂一端与所述A虎克铰的B转轴通过转动副连接，另一端与所述B虎克铰的A转轴通过转动副连接。5.根据权利要求4所述的一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，其特征在于：所述B支链由B主动臂、B
‑
1从动臂、B
‑
2从动臂、A连杆轴组成；所述B主动臂一端与所述驱动装置通过转动副连接，另一端通过转动副与所述A连杆轴连接；所述B
‑
1从动臂与B
‑
2从动臂结构相同，其中一端分别与所述A连杆轴的两端通过转动副连接。6.根据权利要求5所述的一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，其特征在于：所述连接杆组分别为第一连接杆组、第二连接杆组、第三连接杆组；所述第一连接杆组由B连杆轴、A万向铰、B
‑
1万向铰组成；所述第二连接杆组由B连杆轴、A万向铰、B
‑
2万向铰、B
‑
3万向铰组成。7.根据权利要求6所述的一种具有大姿态工作空间的六自由度并联机器人，其特征在于：所述第二连接杆组与所述第三连接杆组结构相同；所述B连...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪从哲，倪顺江，周祥宇，文家富，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。