一种空间三自由度并联机构，涉及机器人和空间机构技术领域。该机构由运动平台、固定平台和联接上述两平台的三条支链组成，其中两条支链由运动平台到固定平台分别由转动铰、虎克铰、转动铰，以及它们之间的连杆组成，另一条支链由运动平台到固定平台由两个虎克铰、转动铰，以及它们之间的连杆组成。本发明专利技术的机构其工作平台可实现笛卡尔坐标系下的三维平动的运动输出；该机构关节少，运动副自由度总数只有13个，使得它可以有效的改善并联机构因运动副自由度过多而导致的容易发生挠曲和扭转变形的问题。由于机构的三个驱动副(转动铰)直接与固定平台相接，由此大大减少了机构的运动惯性，从而可以实现机构的高速三维平动运动。
【技术实现步骤摘要】
一种空间三自由度并联机器人机构
本专利技术涉及机器人和空间机构
，特别涉及一种实现三维平动的空间三自由度并联机构。
技术介绍
1965年Mewart提出的Mewart平台由上下平台及6根驱动杆组成，驱动杆可以独立地伸缩，且分别通过由球铰链与上下平台连接，这样，上平台具有6个自由度。随着对各种并联机构研究的不断深入，人们将凡是把上下平台通过两个或两个以上支链相连接， 机构具有两个或两个以上自由度，且驱动方式为并联驱动的机构统称为并联机构。相对于传统的串联式机构而言，并联机构具有承载能力大、刚度高、运动速度快、精度高、动力学性能好等优点，可应用于加工中心、分拣机构、医疗辅助器械等领域。由于结构的限制，6自由度并联机构有许多技术问题没能很好解决，如运动耦合性强、运动学正解复杂、工作空间小、传动特性差等。少自由度并联机器人机构在工业生产中具有广阔的应用前景，不少学者研究了多种该类型的机构，尤其是三自由度并联机构，如Delta机构、Mar Like机构等。中国学者在少自由度并联机器人机构的研究方面也取得了大量的研究成果(如专利申请号=01108297.6 ；01113519. 0 ；03113354. 1 ； 200410018623. 8 ；200510037951. 7 等)。目前能实现三维平动运动的并联机构作为高速拾取机构具有广阔的应用前景，为克服并联结构形式的定位部件存在杆件多、运动副多、执行部分的惯性大而导致机构运行速度不高这一问题，需要创造出满足运动形式要求且运动副少、运行速度高的新机型。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、运动副数目少、成本较低、实现三维平动运动形式的空间三自由度并联机构。本专利技术为解决上述问题所采用的方案是设计一种利用较少运动副实现三维平动运动的空间并联机构。该机构由运动平台1、固定平台2和联接上述两平台的三条支链 AlBl，A2B2, A3B3组成；其中支链AlBl，A2B2自上而下分别由转动铰R12，R22、虎克铰Tl， T2，转动铰R11，R21以及它们之间的连杆L12，L11，L22，L21组成；支链A3B3自上而下分别由虎克铰T32，虎克铰T31、转动铰R31以及它们之间的连杆L32，L31组成；其中所说的连杆L12，L22分别通过转动铰R12，R22与运动平台1相联接，连杆L32通过虎克铰T32与运动平台1相联接，连杆L12，L22，L32具有相同的长度，且转动铰R12的轴线与A1，A2的连线垂直，转动铰R22的轴线与Al，A2的连线垂直，虎克铰T32的其中一个轴线与Al，A2的连线平行；所说的连杆L11，L21，L31具有相同的长度，分别通过转动铰Rll，R21，R31与固定平台2相联接，且转动铰Rll的轴线与B1，B2的连线垂直，转动铰R21的轴线与B1，B2的连线垂直，转动铰R31的轴线与Bi，B2的连线平行；所说的虎克铰T1，T2，T31中的一个轴线与转动铰Rll，R21，R31的轴线平行；所说的转动铰Rll，R21，R31为机构的驱动铰；所说的运动平台1与固定平台2为相似三角形，且为等腰直角三角形，并满足 Α1Α3 丄 Α2Α3 ；Β1Β3 丄 Β2Β3。本专利技术的有益效果是1、机构工作平台可实现一平动两转动形式的运动输出。2、机构简单、机构关节少，运动副自由度总数只有13个。3、机构的驱动副完全放置于固定平台之上，大大减少了机构整体的运动惯性，从而可以实现机构的高速运动。4、可以有效的改善并联机构因运动副自由度过多而导致的容易发生挠曲和扭转变形的问题。附图说明图1是本专利技术的空间三平动并联机构示意图。以下结合本专利技术的实施例参照附图进行详细叙述。具体实施方式实施例1利用较少运动副实现三平动的空间并联机构，且该机构的驱动部分完全放置于固定平台，大大减少了机构整体的运动惯性。该机构由运动平台1、固定平台2和联接上述两平台的三条支链AlBl，Α2Β2, Α3Β3组成；其中支链AlBl，Α2Β2自上而下分别由转动铰R12， R22、虎克铰Τ1，Τ2，转动铰R11，R21以及它们之间的连杆L12，Lll，L22，L21组成；支链A3B3 自上而下分别由虎克铰T32，虎克铰T31、转动铰R31以及它们之间的连杆L32，L31组成；其中所说的连杆L12，L22分别通过转动铰R12，R22与运动平台1相联接，连杆L32通过虎克铰T32与运动平台1相联接，连杆L12，L22，L32具有相同的长度，且转动铰R12的轴线与A1，A2的连线垂直，转动铰R22的轴线与Al，A2的连线垂直，虎克铰T32的其中一个轴线与Al，A2的连线平行；所说的连杆L11，L21，L31具有相同的长度，分别通过转动铰Rll，R21，R31与固定平台2相联接，且转动铰Rll的轴线与B1，B2的连线垂直，转动铰R21的轴线与B1，B2的连线垂直，转动铰R31的轴线与Bi，B2的连线平行；所说的虎克铰T1，T2，T31中的一个轴线与转动铰Rll，R21，R31的轴线平行；所说的转动铰Rll，R21，R31为机构的驱动铰；所说的运动平台1与固定平台2为相似三角形，且为等腰直角三角形，并满足Α1Α3 丄 Α2Α3 ；Β1Β3 丄 Β2Β3。如图1所示，与固定平台相连的转动铰为R11，R21，R31为驱动副，通过电机旋转来驱动。当各驱动副在控制下运动不同的角度时，其余各转动副、虎克铰、球铰链则在连杆和运动平台的拉动下，做相应的运动，从而实现运动平台在工作空间内实现三维平动运动。权利要求1.一种空间三自由度并联机器人机构，其特征在于，该机构由运动平台(1)、固定平台 (2)和联接上述两平台的三条支链A1B1，A2B2，A3B3组成；其中支链A1B1，A2B2自上而下分别由转动铰R12，R22、虎克铰Tl，T2，转动铰Rll，R21以及它们之间的连杆L12，Ll 1，L22， L21组成；支链A3B3自上而下分别由虎克铰T32，虎克铰T31、转动铰R31以及它们之间的连杆L32，L31组成；其中所说的连杆L12，L22分别通过转动铰R12，R22与运动平台(1)相联接，连杆L32通过虎克铰T32与运动平台(1)相联接，连杆L12，L22，L32具有相同的长度，且转动铰R12的轴线与A1，A2的连线垂直，转动铰R22的轴线与Al，A2的连线垂直，虎克铰T32的其中一个轴线与Al，A2的连线平行。2.如权利要求1所述的空间三自由度并联机器人机构，其特征在于，所说的连杆L11， L21，L31具有相同的长度，分别通过转动铰R11，R21，R31与固定平台(2)相联接，且转动铰 Rll的轴线与Bi，B2的连线垂直，转动铰R21的轴线与Bi，B2的连线垂直，转动铰R31的轴线与Bi，B2的连线平行。3.如权利要求1所述的空间三自由度并联机器人机构，其特征在于，所说的虎克铰Tl， T2，T31中的一个轴线与转动铰Rl 1，R21，R31的轴线平行；所说的转动铰Rl 1，R21，R31为机构的驱动铰。4.如权利要求1所述的空间三自由度并联机器人机构，其特征在于，所说的运动平台 (1)与固定平台(2)为相似三角形，且为等腰直角三角形，并满足A1A3 丄 A2A3 ；B1B3 丄 B2B3。全文摘要一种空间三自由度并本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种空间三自由度并联机器人机构，其特征在于，该机构由运动平台（１）、固定平台（２）和联接上述两平台的三条支链Ａ１Ｂ１，Ａ２Ｂ２，Ａ３Ｂ３组成；其中支链Ａ１Ｂ１，Ａ２Ｂ２自上而下分别由转动铰Ｒ１２，Ｒ２２、虎克铰Ｔ１，Ｔ２，转动铰Ｒ１１，Ｒ２１以及它们之间的连杆Ｌ１２，Ｌ１１，Ｌ２２，Ｌ２１组成；支链Ａ３Ｂ３自上而下分别由虎克铰Ｔ３２，虎克铰Ｔ３１、转动铰Ｒ３１以及它们之间的连杆Ｌ３２，Ｌ３１组成；其中：所说的连杆Ｌ１２，Ｌ２２分别通过转动铰Ｒ１２，Ｒ２２与运动平台（１）相联接，连杆Ｌ３２通过虎克铰Ｔ３２与运动平台（１）相联接，连杆Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２具有相同的长度，且转动铰Ｒ１２的轴线与Ａ１，Ａ２的连线垂直，转动铰Ｒ２２的轴线与Ａ１，Ａ２的连线垂直，虎克铰Ｔ３２的其中一个轴线与Ａ１，Ａ２的连线平行。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，赵新华，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：12
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。