动平台可重构的并联机构制造技术

本发明专利技术属于机构学及机器人领域，涉及一种动平台可重构的并联机构，包括共享混合支链、一般支链一、一般支链二、静平台、右动平台及左动平台；共享混合支链包含由支链一和支链二并联连接而成的空间子并联机构；一般支链一用于使得右动平台具有沿Y轴方向平移、沿Z轴方向平移及绕Y轴转动的输出运动；一般支链二用于使得左动平台具有沿Y轴方向平移、沿Z轴方向平移及绕Y轴转动的输出运动，本发明专利技术动平台可重构的并联机构采用共享混合支链I、一般支链一II及一般支链二III这三条支链共同组成，并由驱动副控制，使得右动平台及左动平台能产生沿O

【技术实现步骤摘要】
动平台可重构的并联机构


[0001]本专利技术属于机构学及机器人领域，涉及一种动平台可重构的并联机构。

技术介绍

[0002]传统的固定自由度并联机构因具有高刚度、高承载能力、高精度、高速度等优点，使其在医疗机器人、力/力矩传感器、重载操作、工业机器人、增材制造、运动模拟器、微纳操作等领域得到了广泛应用。
[0003]但随着现代科技的发展，在极端作业、医疗康复、太空探索、智能制造等领域越来越希望机器具有更高的柔性。在这种背景下，传统机构由于拓扑结构与机构活动度的单一性，很难满足人工智能和机器人等领域日益发展的需求，这就需要对构成机器的机构进行创新设计，对传统机构概念与设计进行彻底变革，以满足多变环境、工况和任务需求。因此，可重构并联机构引起了学者们的广泛关注，成为机构学和机器人学领域的研究热点。学者们利用变胞运动副、可锁死关节、约束奇异单环闭链、变胞单环闭链、可重构运动平台等综合了一些特色鲜明的可重构并联机构，但由驱动副控制、动平台可重构、多模式输出的并联机构仍然比较少。
[0004]因此，为满足工业生产需求，有必要专利技术新的、结构简单、可独立控制的可重构动平台多模式并联机构。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的不足，现提供一种动平台可重构的并联机构，它具有结构简单、控制方便、耦合度为零，运动学正解和动力学求解比较容易等优点。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种动平台可重构的并联机构，包括共享混合支链、一般支链一、一般支链二、静平台、右动平台及左动平台；
[0007]所述共享混合支链包含由支链一和支链二并联连接而成的空间子并联机构；支链一由移动副一、转动副一、转动副二及转动副三依次串联构成；移动副一的移动方向、转动副一的轴线、转动副二的轴线及转动副三的轴线均与Y轴方向平行；支链二由移动副二、转动副四及转动副五依次串联构成，转动副四的轴线和转动副五的轴线均与X轴方向平行，转动副三通过输出杆连接转动副五；
[0008]所述移动副一和移动副二均为驱动副，并设置在静平台上,移动副一的移动方向和移动副二的移动方向在同一条直线上；所述一般支链一和一般支链二均包含有设置于静平台上并作为驱动副的移动副；
[0009]所述右动平台和所述一般支链一位于共享混合支链的右侧，右动平台的左端通过转动副六与输出杆连接，转动副六的轴线与Y轴方向平行，所述一般支链一的一端连接于静平台，另一端连接于右动平台的右端，并用于使得右动平台具有沿Y轴方向平移、沿Z轴方向平移及绕Y轴转动的输出运动；
[0010]所述左动平台和所述一般支链二均位于共享混合支链的左侧，所述左动平台的右端通过转动副七与输出杆连接，转动副七的轴线与Y轴方向平行，所述一般支链二的一端连接于静平台，另一端连接于左动平台的左端，并用于使得左动平台具有沿Y轴方向平移、沿Z轴方向平移及绕Y轴转动的输出运动。
[0011]进一步地，所述一般支链一由移动副三、平行四边形机构一、转动副八和转动副九依次串联构成；
[0012]所述一般支链二由移动副四、平行四边形机构二、转动副十和转动副十一依次串联构成；
[0013]所述平行四边形机构一和平行四边形机构二均由轴线相互平行的转动副A、转动副B、转动副C及转动副D依次串联组成，转动副A的轴线与X轴方向平行；所述转动副A与转动副B之间的连杆为下连杆，转动副C及转动副D之间的连杆为上连杆；
[0014]所述移动副三和平行四边形机构一的下连杆固定连接，平行四边形机构一的上连杆和转动副八固定连接，转动副九与右动平台的右端连接；
[0015]所述移动副四和平行四边形机构二的下连杆固定连接，平行四边形机构二的上连杆和转动副十固定连接，转动副十一与左动平台的左端连接；
[0016]所述移动副三的移动方向、移动副四的移动方向、转动副八的轴线、转动副九的轴线、转动副十的轴线及转动副十一的轴线均与Y轴方向平行；
[0017]所述移动副三和移动副四均设置于静平台上，移动副三和移动副四均为驱动副。
[0018]进一步地，所述一般支链一由移动副三、转动副十二、转动副八、转动副九及转动副十三依次串联构成；所述移动副三设置于静平台上，且为驱动副；所述移动副三的移动方向、转动副九的轴线及转动副十三的轴线均与Y轴方向平行，所述转动副十二的轴线和转动副八的轴线均与X轴方向平行；所述转动副十三与右动平台的右端连接；
[0019]所述一般支链二由移动副四、转动副十四、转动副十、转动副十一、转动副十五依次串联构成；所述移动副四设置于静平台上，且为驱动副；所述移动副四的移动方向、转动副十一的轴线及转动副十五的轴线均与Y轴方向平行，所述转动副十四的轴线和转动副十的轴线均与X轴方向平行；所述转动副十五与左动平台的左端连接。
[0020]进一步地，所述一般支链一由移动副三、转动副十二、转动副八、转动副九及转动副十三依次串联构成；所述移动副三设置于静平台上，且为驱动副；所述移动副三的移动方向、转动副十二的轴线及转动副十三的轴线均与Y轴方向平行，所述转动副八的轴线及转动副九的轴线均与X轴方向平行；所述转动副十三与右动平台的右端连接；
[0021]所述一般支链二由移动副四、转动副十四、转动副十、转动副十一、转动副十五依次串联构成；所述移动副四设置于静平台上，且为驱动副；所述移动副四的移动方向、转动副十四的轴线及转动副十五的轴线均与Y轴方向平行，所述转动副十的轴线及转动副十一的轴线均与X轴方向平行；所述转动副十五与左动平台的左端连接。
[0022]进一步地，所述一般支链一为一条无约束支链，由移动副三、球副一和球副二依次串联组成；所述移动副三设置于静平台上，且为驱动副；球副二连接右动平台的右端；
[0023]所述一般支链二为一条无约束支链，由移动副四、球副三和球副四依次串联组成；所述移动副四设置于静平台上，且为驱动副；球副四连接左动平台的左端。
[0024]进一步地，所述一般支链一由移动副三、转动副十二、转动副八、转动副九及转动
副十三依次串联构成；所述移动副三设置于静平台上，且为驱动副；所述移动副三的移动方向、转动副的轴线及转动副十三的轴线均与Y轴方向平行，所述转动副十二的轴线和转动副八的轴线均与X轴方向平行；所述转动副十三与右动平台的右端连接；
[0025]所述一般支链二由移动副四、平行四边形机构二、转动副十和转动副十一依次串联构成；所述平行四边形机构二均由轴线相互平行的转动副A、转动副B、转动副C及转动副D依次串联组成，转动副A的轴线与X轴方向平行；所述转动副A与转动副B之间的连杆为下连杆，转动副C及转动副D之间的连杆为上连杆；所述移动副四和平行四边形机构二的下连杆固定连接，平行四边形机构二的上连杆和转动副十固定连接，转动副十一与左动平台的左端连接；所述移动副四的移动方向、转动副十的轴线及转动副十一的轴线均与Y轴方向平行；所述移动副四设置于静平台上，且为驱动副。
[0026]进一步地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动平台可重构的并联机构，其特征在于：包括共享混合支链(I)、一般支链一(II)、一般支链二(III)、静平台(0)、右动平台(1
‑
1)及左动平台(1
‑
2)；所述共享混合支链(I)包含由支链一和支链二并联连接而成的空间子并联机构；支链一由移动副一(P
11
)、转动副一(R
12
)、转动副二(R
13
)及转动副三(R
14
)依次串联构成；移动副一(P
11
)的移动方向、转动副一(R
12
)的轴线、转动副二(R
13
)的轴线及转动副三(R
14
)的轴线均与Y轴方向平行；支链二由移动副二(P
21
)、转动副四(R
22
)及转动副五(R
23
)依次串联构成，转动副四(R
22
)的轴线和转动副五(R
23
)的轴线均与X轴方向平行，转动副三(R
14
)通过输出杆(2)连接转动副五(R
23
)；所述移动副一(P
11
)和移动副二(P
21
)均为驱动副，并设置在静平台(0)上,移动副一(P
11
)的移动方向和移动副二(P
21
)的移动方向在同一条直线上；所述一般支链一(II)和一般支链二(III)均包含有设置于静平台(0)上并作为驱动副的移动副；所述右动平台(1
‑
1)和所述一般支链一(II)位于共享混合支链(I)的右侧，右动平台(1
‑
1)的左端通过转动副六(R
0a
)与输出杆(2)连接，转动副六(R
0a
)的轴线与Y轴方向平行，所述一般支链一(II)的一端连接于静平台(0)，另一端连接于右动平台(1
‑
1)的右端，并用于使得右动平台(1
‑
1)具有沿Y轴方向平移、沿Z轴方向平移及绕Y轴转动的输出运动；所述左动平台(1
‑
2)和所述一般支链二(III)均位于共享混合支链(I)的左侧，所述左动平台(1
‑
2)的右端通过转动副七(R
0b
)与输出杆(2)连接，转动副七(R
0b
)的轴线与Y轴方向平行，所述一般支链二(III)的一端连接于静平台(0)，另一端连接于左动平台(1
‑
2)的左端，并用于使得左动平台(1
‑
2)具有沿Y轴方向平移、沿Z轴方向平移及绕Y轴转动的输出运动。2.根据权利要求1所述的动平台可重构的并联机构，其特征在于：所述一般支链一(II)由移动副三(P
31
)、平行四边形机构一、转动副八(R
33
)和转动副九(R
34
)依次串联构成；所述一般支链二(III)由移动副四(P
41
)、平行四边形机构二、转动副十(R
43
)和转动副十一(R
44
)依次串联构成；所述平行四边形机构一和平行四边形机构二均由轴线相互平行的转动副A(R
a
)、转动副B(R
b
)、转动副C(R
c
)及转动副D(R
d
)依次串联组成，转动副A(R
a
)的轴线与X轴方向平行；所述转动副A(R
a
)与转动副B(R
b
)之间的连杆为下连杆，转动副C(R
c
)及转动副D(R
d
)之间的连杆为上连杆；所述移动副三(P
31
)和平行四边形机构一的下连杆固定连接，平行四边形机构一的上连杆和转动副八(R
33
)固定连接，转动副九(R
34
)与右动平台(1
‑
1)的右端连接；所述移动副四(P
41
)和平行四边形机构二的下连杆固定连接，平行四边形机构二的上连杆和转动副十(R
43
)固定连接，转动副十一(R
44
)与左动平台(1
‑
2)的左端连接；所述移动副三(P
31
)的移动方向、移动副四(P
41
)的移动方向、转动副八(R
33
)的轴线、转动副九(R
34
)的轴线、转动副十(R
43
)的轴线及转动副十一(R
44
)的轴线均与Y轴方向平行；所述移动副三(P
31
)和移动副四(P
41
)均设置于静平台(0)上，移动副三(P
31
)和移动副四(P
41
)均为驱动副。3.根据权利要求1所述的动平台可重构的并联机构，其特征在于：所述一般支链一(II)由移动副三(P
31
)、转动副十二(R
32
)、转动副八(R
33
)、转动副九(R
34
)及转动副十三(R
35
)依次串联构成；所述移动副三(P
31
)设置于静平台(0)上，且为驱动副；所述移动副三(P
31
)的移动
方向、转动副九(R
34
)的轴线及转动副十三(R
35
)的轴线均与Y轴方向平行，所述转动副十二(R
32
)的轴线和转动副八(R
33
)的轴线均与X轴方向平行；所述转动副十三(R
35
)与右动平台(1
‑
1)的右端连接；所述一般支链二(III)由移动副四(P
41
)、转动副十四(R
42
)、转动副十(R
43
)、转动副十一(R
44
)、转动副十五(R
45
)依次串联构成；所述移动副四(P
41
)设置于静平台(0)上，且为驱动副；所述移动副四(P
41
)的移动方向、转动副十一(R
44
)的轴线及转动副十五(R
45
)的轴线均与Y轴方向平行，所述转动副十四(R
42
)的轴线和转动副十(R
43
)的轴线均与X轴方向平行；所述转动副十五(R
45
)与左动平台(1
‑
2)的左端连接。4.根据权利要求1所述的动平台可重构的并联机构，其特征在于：所述一般支链一(...

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