一类对称两移一螺旋三自由度并联机构制造技术

本发明专利技术涉及一类对称两移一螺旋三自由度并联机构，其包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的第一分支、第二分支以及第三分支，第一分支、第二分支和第三分支的两端分别与定平台以及动平台的各端点连接，且第一分支、第二分支和第三分支均为由第一移动副、第一转动副、第二移动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆、第三转动副构成的PRPRR串联分支。本发明专利技术的并联机构在不使用螺旋副的前提下，仅利用移动副与转动副实现空间独立的两维移动和一维独立螺旋自由度，并且能够通直线驱动的方式控制末端独立螺旋运动，不仅提高了机构的动态性能和承载能力，还具有工作空间大，结构对称、应用范围广、适应性强等优点。适应性强等优点。适应性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
一类对称两移一螺旋三自由度并联机构


[0001]本专利技术属于并联机构
，特别涉及一类对称两移一螺旋三自由度并联机构。

技术介绍

[0002]目前的含独立螺旋运动的并联机构十分少见，只有少数并联机构能通过分叉运动的形式实现独立螺旋运动，并且多大都直接通过使用螺旋副实现，严重影响了机构的性能，并且这些机构采用了非对称结构或添加额外约束分支，不具有完全对称性，结构复杂，加工制造难度高，不能满足装配、物料搬运、包装、分拣等工作对机器人各向同性，以及两移一螺旋三自由度运动的需求。因此，本专利技术提供了一类对称两移一螺旋三自由度并联机构，用以解决上述问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一类对称两移一螺旋三自由度并联机构，丰富了并联机构末端运动类型，利用移动副和转动副组合的形式实现机构末端做平行于动平台的两维平动以及绕垂直于定平台的任意轴线做独立螺旋轴做独立螺旋运动，而不使用螺旋副，从而简化结构，提高了机构的动态性能和承载能力，并且采用了完全对称机构降低了机构加工成本和制造难度，此类机构具有工作空间较大、容易控制等优点。
[0004]本专利技术采用的技术方案是一种对称两移一螺旋三自由度并联机构，
[0005]其包括定平台、动平台以及连接定平台与动平台的三条分支，所述定平台包括第一机架、第二机架和第三机架，所述第一机架、第二机架以及第三机架位于同一平面内，且所述第一机架、第二机架以及第三机架的第一端相交于一点，相邻两个机架之间夹角相同；所述动平台呈等边三角形结构，且连接所述定平台和动平台的三条分支包括第一分支、第二分支和第三分支，所述第一分支、第二分支和第三分支的两端分别与所述定平台以及动平台的各端点连接，且所述第一分支、第二分支以及第三分支均为驱动分支，所述第一分支、第二分支和第三分支中的第一移动副均为驱动副；所述第一分支、第二分支和第三分支均为由第一移动副、第一转动副、第二移动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆和第三转动副构成的PRPRR串联分支，所述第一移动副的第一端与所述定平台中相对应的机架相连，且所述第一移动副的第二端通过所述第一转动副与所述第二移动副的第一端相连，所述第一转动副轴线和所述第二移动副重合，所述第一移动副、第一转动副以及第二移动副均位于所述定平台所在的平面内，所述第二移动副的第二端与所述第一连杆的第一端相连，且所述第一连杆的第二端通过所述第二转动副与所述第二连杆的第一端相连，所述第二连杆的第二端通过所述第三转动副与所述动平台中对应的端点相连，且所述第一分支、第二分支以及第三分支中的第三转动副轴线汇交于一点。
[0006]进一步地，所述第一移动副垂直于所述第一转动副轴线，所述第二移动副垂直于所述第一连杆，所述第一连杆、第二转动副轴线以及第二连杆重合，且所述第二连杆垂直于
所述第三转动副轴线。
[0007]本专利技术的第二方面采用的技术方案是，一种对称两移一螺旋三自由度并联机构，其包括定平台、动平台以及连接定平台与动平台的三条分支，所述定平台包括第一机架、第二机架和第三机架，所述第一机架、第二机架以及第三机架位于同一平面内，且所述第一机架、第二机架以及第三机架的第一端相交于一点，相邻两个机架之间夹角为相同；所述动平台呈等边三角形，且连接所述定平台和动平台的三条分支包括第一分支、第二分支和第三分支，所述第一分支、第二分支和第三分支的两端分别与所述定平台以及动平台的各端点连接，且所述第一分支、第二分支以及第三分支均为驱动分支，所述第一分支、第二分支和第三分支中的第一移动副均为驱动副；所述第一分支、第二分支和第三分支均为由第一移动副、第二移动副、第一转动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆、第三转动副构成的PPRRR串联分支，所述第一移动副的第一端与所述定平台中相对应的机架相连，且所述第一移动副的第二端与所述第二移动副的第一端相连，所述第二移动副的第二端通过所述第一转动副与所述第一连杆的第一端相连，所述第一转动副轴线平行于所述第一移动副，且所述第一移动副、第二移动副和第一转动副均位于所述定平台所在的平面内，所述第一连杆的第二端通过所述第二转动副与所述第二连杆的第一端相连，所述第二连杆的第二端通过所述第三转动副与所述动平台中对应的端点相连，且所述第一分支、第二分支以及第三分支中的所述第三转动副轴线汇交于一点。
[0008]进一步地，所述第一移动副垂直于所述第二移动副，所述第一转动副垂直于所述第一连杆，所述第二转动副垂直于所述第一连杆和第二连杆，且所述第二连杆垂直于所述第三转动副轴线。
[0009]本专利技术的特点和有益效果是：
[0010]1、本专利技术提供的一类对称两移一螺旋三自由度并联机构，能够在不使用螺旋副的前提下，仅利用移动副与转动副实现螺旋运动与移动的复合运动来实现末端平台的螺旋运动，并且能够通直线驱动的方式控制末端独立螺旋运动，从而简化结构，提高了机构的动态性能和承载能力。
[0011]2、本专利技术提供的一类对称两移一螺旋三自由度并联机构，采用了完全对称机构降低了机构加工成本和制造难度，其具有工作空间大，结构对称，容易控制等优点，同时还可以将此机构应用于装配、物料搬运、包装、分拣等机器人设备上，应用范围广，适应性强。
附图说明
[0012]图1是本专利技术一类对称两移一螺旋三自由度并联机构实施例1的结构示意图；
[0013]图2a是本专利技术实施例1的初始位姿的俯视图；
[0014]图2b是本专利技术实施例1的动平台由初始位姿沿X方向平动示意图；
[0015]图2c是本专利技术实施例1的动平台由初始位姿沿Y方向平动示意图；
[0016]图2d是本专利技术实施例1的动平台平行于定平台1的任意方向平动的示意图；
[0017]图2e是本专利技术实施例1的初始位姿的侧视图；
[0018]图2f是本专利技术实施例1动平台由初始位姿沿Z方向螺旋运动的示意图；
[0019]图2g是本专利技术实施例1的一般位姿的示意图；
[0020]图3是本专利技术一类对称两移一螺旋三自由度并联机构实施例1的工作空间示意图；
[0021]图4是本专利技术一类对称两移一螺旋三自由度并联机构实施例2的结构示意图。
[0022]主要附图标记：
[0023]定平台1；第一机架A1；第二机架A2；第三机架A3；动平台2；第一分支3；第二分支4；第三分支5；移动副P；转动副R；万向铰U；连杆L。
具体实施方式
[0024]为详尽本专利技术之
技术实现思路
、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
[0025]实施例1
[0026]本专利技术的一种对称两移一螺旋三自由度并联机构，如图1所示，其包括定平台1、动平台2以及连接定平台1与动平台2的三条分支。
[0027]定平台1包括第一机架A1、第二机架A2和第三机架A3，第一机架A1、第二机架A2以及第三机架A3位于同一平面内，且第一机架A1、第二机架A2以及第三机架的第一端相交于一点O1，相邻两个机架之间夹角相同，在一个优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对称两移一螺旋三自由度并联机构，其特征在于，其包括定平台、动平台以及连接定平台与动平台的三条分支，所述定平台包括第一机架、第二机架和第三机架，所述第一机架、第二机架以及第三机架位于同一平面内，且所述第一机架、第二机架以及第三机架的第一端相交于一点，相邻两个机架之间夹角相同；所述动平台呈等边三角形结构，且连接所述定平台和动平台的三条分支包括第一分支、第二分支和第三分支，所述第一分支、第二分支和第三分支的两端分别与所述定平台以及动平台的各端点连接，且所述第一分支、第二分支以及第三分支均为驱动分支，所述第一分支、第二分支和第三分支中的第一移动副均为驱动副；所述第一分支、第二分支和第三分支均为由第一移动副、第一转动副、第二移动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆和第三转动副构成的PRPRR串联分支，所述第一移动副的第一端与所述定平台中相对应的机架相连，且所述第一移动副的第二端通过所述第一转动副与所述第二移动副的第一端相连，所述第一转动副轴线和所述第二移动副重合，所述第一移动副、第一转动副以及第二移动副均位于所述定平台所在的平面内，所述第二移动副的第二端与所述第一连杆的第一端相连，且所述第一连杆的第二端通过所述第二转动副与所述第二连杆的第一端相连，所述第二连杆的第二端通过所述第三转动副与所述动平台中对应的端点相连，且所述第一分支、第二分支以及第三分支中的第三转动副轴线汇交于一点。2.根据权利要求1所述的对称两移一螺旋三自由度并联机构，其特征在于，所述第一移动副垂直于所述第一转动副轴线，所述第二移动副垂直于所述第一连杆，所述第一连杆、第二转动副轴线以及第二连杆重合，且所述第二连杆垂直于所述第三转动副轴线。3.一种对...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡波，柏朋，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：