一种三自由度两转一移并联机构制造技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域。目的是提供一种三自由度的两转一移并联机构，该并联机构应具有奇异位形少、承载能力高、刚度高、工作空间大等特点。技术方案是一种三自由度两转一移并联机构，其特征在于：包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的两条第一分支和一条混合分支。条混合分支。条混合分支。

【技术实现步骤摘要】
一种三自由度两转一移并联机构


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体是一种三自由度两转一移并联机构。

技术介绍

[0002]少自由度并联机构中分析最多、应用潜力最大的是自由度数为3的并联机构。具有两个转动自由度(2R)和一个移动自由度(1T)的并联机构被称为2R1T三自由度并联机构。该类并联机构关节数目少，可达到高精度和高刚度的要求，已经被很多领域得到实际应用，包括作望远镜聚焦装置、运动模拟器、微操作机械手、加工中心的主轴头，Tricept并联机床和农业上的振动筛等。其中最成功的当属德国DS Technologie公司于1999年推出的基于3
‑
PRS并联机构的Z3 主轴头，该主轴头与X/Y轴线性导轨集成后，可构建五坐标高档数控加工中心，主要用于大型航空结构件(梁、筋、肋板、框、壁板)的高速加工。
[0003]在一些载荷很大的应用场合如运动模拟领域、高精度机床、大结构支撑等装置中，对执行机构的承载能力要求很高，对机构刚度要求也高，如作为本体的并联机构动平台的承载能力将无法满足任务需要。
[0004]如Exechon并联机器人三自由度并联模块2
‑
UPR
‑
SPR机构和安置于末端的二自由度RR串联头组成。其中，2
‑
UPR
‑
SPR并联机构仅由13个单自由度关节构成，关节数目少，可达到高精度和高刚度的要求。但由于2
‑
UPR
‑
SPR并联机构为内副驱动，即机构在运动过程中，P副的导轨也会随之发生位置改变，会造成运动质量大，且对机构的刚度性能有负面影响。因此，提出一种奇异位形少、承载能力和刚度高的三自由度两转一移并联机构很有必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服
技术介绍
存在的不足，提供一种三自由度两转一移并联机构，该并联机构应具有奇异位形少、承载能力高、刚度高、工作空间大等特点。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种三自由度两转一移并联机构，其特征在于：包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的两条第一分支和一条混合分支；
[0008]所述第一分支包括依次连接在机架与动平台之间的第一移动副、第一转动副、第一连杆以及虎克铰；所述第一转动副轴线垂直于第一移动副轴线，且平行于虎克铰与第一连杆连接的第一转动轴轴线；
[0009]所述混合分支包括依次连接在机架与动平台之间的第二移动副、第二连杆、与第二连杆同轴穿套配合形成第二转动副的第三连杆、第三转动副、第四连杆以及相互平行且并联布置的两条支链；所述两条支链分别是依次连接在第四连杆一端与动平台中部的第五转动副、第六连杆以及第七转动副，和依次连接在第四连杆另一端与动平台一端的第四转动副、第五连杆以及第六转动副，从而形成一闭环平行四边形机构；所述第三转动副连接在四连杆中部；
[0010]所述混合分支中，第二移动副轴线与第二转动副轴线平行，第三转动副轴线、第四
转动副轴线、第五转动副轴线、第六转动副轴线以及第七转动副轴线相互平行。
[0011]所述闭环平行四边形机构由首尾依次连接形成闭环的第四连杆、第四转动副、第五连杆、第六转动副、动平台、第七转动副、第六连杆以及第五转动副组成。
[0012]所述第一移动副由第一导轨与第一滑块组成，第二移动副由第二导轨与第二滑块组成；所述第一导轨、第二导轨分别是方形截面导轨，所述第一滑块、第二滑块分别是方形截面滑块；使得两个移动副只能移动，不能转动。
[0013]所述第一分支中，两个第一导轨的轴线重合。
[0014]所述混合分支中，第二导轨的轴线垂直于第一分支中第一导轨的轴线；第二转动副轴线平行于第一分支中两个第一转动副轴线以及虎克铰的第一转动轴轴线；第三转动副轴线平行于第一分支中虎克铰的第二转动轴轴线。
[0015]所述第三转动副轴线至第五转动副轴线距离，与第三转动副轴线至第四转动副轴线距离相等。
[0016]两个第一分支中，两个虎克铰与动平台连接的第二转动轴轴线重合。
[0017]所述第七转动副位于动平台的中部；虎克铰与动平台连接的第二转动轴以及第六转动副，则分别位于动平台的两端，同时平行于所述第七转动副轴线。
[0018]所述第二连杆竖直布置且底端固定在第二滑块上，第二连杆的顶端通过第二转动副与第三连杆连接。
[0019]所述第一导轨、第二导轨均固定于机架上。
[0020]所述第一移动副、第二移动副均为驱动副，由伺服电机带动滚珠丝杠机构实现驱动。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术提出的并联机构可以由三个移动副驱动，控制动平台执行两移动一转动作业，具有奇异位形少、承载能力高、刚度性能好、工作空间大等特点，可用于运动模拟领域。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的立体结构示意图。
[0024]图中标号：1
‑
第一导轨；2
‑
第一滑块；3
‑
第一转动副；4
‑
第一连杆；5
‑
虎克铰；6
‑
动平台；7
‑
第二导轨；8
‑
第二滑块；9
‑
第二连杆；10
‑
第二转动副；11
‑ꢀ
第三连杆；12
‑
第三转动副；13
‑
第四连杆；14
‑
第四转动副；15
‑
第五连杆；16
‑ꢀ
第五转动副；17
‑
第六连杆；18
‑
第六转动副；19
‑
第七转动副。
具体实施方式
[0025]以下结合附图所示的实施例对本专利技术作进一步说明。
[0026]图1所示的一种三自由度两转一移并联机构，包括机架(图中省略)、动平台6以及连接在机架与动平台之间的两条第一分支和一条混合分支；
[0027]所述第一分支由依次连接的第一导轨1(第一导轨安装在机架上，图中省略机架)、第一滑块2、第一转动副3、第一连杆4、虎克铰5组成；其中：第一导轨以及与第一导轨配合的第一滑块构成第一移动副，第一滑块通过第一转动副与第一连杆连接；第一连杆通过虎克铰与动平台6连接(第一连杆与虎克铰的第一转动轴连接)；两条第一分支结构相同。
[0028]所述第一分支中，第一转动副轴线垂直于第一移动副轴线，且平行于虎克铰的第一转动轴轴线。
[0029]所述混合分支包括依次连接的第二导轨7(第二导轨安装在机架上，图中省略机架)、第二滑块8(第二导轨以及第二滑块配合形成第二移动副，第二滑块与第二连杆连接)、第二连杆9、第二转动副10、第三连杆11(第三连杆与第二连杆同轴穿套配合形成第二转动副)、第三转动副12以及相互平行并且并联布置的两条支链；两条支链分别是依次连接在第四连杆13一端与动平台中部之间的第五本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三自由度两转一移并联机构，其特征在于：包括机架、动平台(6)以及并联连接在机架与动平台之间的两条第一分支和一条混合分支；所述第一分支包括依次连接在机架与动平台之间的第一移动副、第一转动副(3)、第一连杆(4)以及虎克铰(5)；所述第一转动副轴线垂直于第一移动副轴线，且平行于虎克铰与第一连杆连接的第一转动轴轴线；所述混合分支包括依次连接在机架与动平台之间的第二移动副、第二连杆(9)、与第二连杆同轴穿套配合形成第二转动副(10)的第三连杆(11)、第三转动副(12)、第四连杆(13)以及相互平行且并联布置的两条支链；所述两条支链分别是依次连接在第四连杆一端与动平台中部之间的第五转动副(16)、第六连杆(17)以及第七转动副(19)，和依次连接在第四连杆另一端与动平台一端之间的第四转动副(14)、第五连杆(15)以及第六转动副(18)，从而形成一闭环平行四边形机构；所述第三转动副连接在第四连杆中部；所述混合分支中，第二移动副轴线与第二转动副轴线平行；第三转动副轴线、第四转动副轴线、第五转动副轴线、第六转动副轴线以及第七转动副轴线相互平行。2.根据权利要求1所述的三自由度两转一移并联机构，其特征在于：所述闭环平行四边形机构由首尾依次连接形成闭环的第四连杆、第四转动副、第五连杆、第六转动副、动平台、第七转动副、第六连杆以及第五转动副组成。3.根据权利要求2所述的三自由度两转一移并联机构，其特征在于：所述第一移动副由第一导轨(1)与第一滑块(2)组成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟中，袁鑫宏，杨超，徐志鹏，姚玮，
申请(专利权)人：浙江机电职业技术学院，
类型：发明
国别省市：