一种三自由度转动平台并联机器人机构，该机构由动平台（２）和固定平台（１）及连接动平台和固定平台的三条运动支链组成，其特征在于：三条运动支链的结构相同，每条运动支链与固定平台（１）相联接的运动副是万向节（３），与动平台（２）相联接的运动副是圆柱副（５），运动支链的中间运动副是移动副（４），当机构运动时，动平台（２）绕一固定点作球面转动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种并联机器人机构。
技术介绍
并联机器人具有刚度大、负荷自重比高等传统的串联机器人所没有的优点，近年来成为了国际上机器人学研究的热点和焦点。并联机器人通常由动平台和固定平台通过运动支链联结而成，并联机器人的自由度数目一般与运动支链的数目相同，早期的并联机器人通常是6自由度的6-SPS Stewart平台机构，Stewart平台机构具有工作空间小、运动正解困难、结构设计复杂及位置与姿势参数藕联等缺点。为了克服6自由度并联机构的这些缺点，近年来许多研究人员把注意力转向了少自由度(动平台运动自由度数目少于6)并联机器人，少自由度并联机器人机构具有结构简单、工作空间较大、设计与控制比较简单等优点。至今所提出的少自由度并联机器人机构大多数是三自由度的，其中以三自由度直动平台并联机器人机构为主，如Tsai 1997年提出的三自由度平动并联机器人(美国专利号5656905)，与三自由度平动并联机器人相比，三自由度转动并联机器人机构类型较少，至今只有3-RRR并联机构(Gosselin C.and Angeles J.，1989，“The Optimum Kinematic Design of a SphericalThree-Degree-of-Freedom Parallel Manipulator，”ASME Journal of Mechanisms，Transmissions，and Automation in Design，111(2)，pp.202-207.)、Karouia 2000年提出的3-UPU机构(Karouia，M.，and Hervé，J.M.，2000，“A Three-DOF Tripod For Generating Spherical Rotation，”Advancesin Robot Kinematics，J.Lenarcic and M.M.Stanisic(eds.)，Kluwer Academic Publishers，pp.395-402.)、Vischer 2000年提出的Argos机构(Vischer P.，and Clavel R.，2000，“ArgosA Novel3-DOF Parallel Wrist Mechanism，”The International Journal of Robotics Research，19(1)，pp.5-11.)以及Di Gregorio 2001年提出的3-RUU(Di Ggregorio，R.，2001，“A New Parallel WristUsing Only Revolute PairsThe 3-RUU Wrist，”Robotica，19(3)，pp.305-309.)等有限的几种，其中3-RRR并联机器人属于过约束机构，它对制造和安装精度要求很高，否则就会发生卡死现象，而3-RUU并联机构的每条运动支链中有两个转动副是不动的(或称为惰副)，即它实际上等效于3-RRR并联机构，而Argos并联机构的每条支链中都含有一个球面副，球面副将会提高制造成本而且难于保证其精度。综上所述，目前三自由度转动平台的并联机器人机构类型太少，而且它们在性能方面还存在着不能令人满意之处， 非常需要更多的新型三自由度转动并联机构，以满足设计与应用的要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新型的三自由度转动平台并联机器人机构。本专利技术的技术方案是连接动平台和固定平台的三条运动支链的结构相同，每条运动支链与固定平台相联接的运动副是万向节，与动平台相联接的运动副是圆柱副，运动支链的中间运动副是移动副，当机构运动时，动平台绕一固定点作球面转动。本专利技术的有益效果是这些机构具有结构简单、没有过约束、位置与姿态参数解藕以及不存在隋副等优点，便于控制和设计，可应用于机器人手腕机构、卫星天线的姿态定位或其它需要三维球面转动的场合。附图说明图1三自由度转动平台并联机器人机构示意图(五)具体实施例三自由度转动平台并联机器人机构，由固定平台1和动平台2及连接动平台和固定平台的三条运动支链组成，三条运动支链的结构相同，每条运动支链与固定平台1相联接的运动副是万向节3，与动平台2相联接的运动副是圆柱副5，运动支链的中间运动副是移动副4，当机构运动时，动平台2绕固定点O作球面转动。各运动支链中万向节3中与移动副4相邻的轴线6垂直于移动副的轴线8及圆柱副的轴线9。所有三个运动支链中的万向节3中与固定平台1相邻的轴线7与三个支链中所有圆柱副的轴线9相交于一点O，该点就是动平台运动时的转动中心。图示的运动支链也可以倒置，万向节与动平台联接，圆柱副与固定平台联接，即各运动支链中的运动副排列方式从“万向节-移动副-圆柱副”变换为“圆柱副-移动副-万向节”的排列方式。机构的每一条运动支链中的移动副4可选作为驱动副，则在原动件的运动过程中动平台只绕图中所示的O点作球面转动。权利要求1.一种三自由度转动平台并联机器人机构，该机构由动平台(2)和固定平台(1)及连接动平台和固定平台的三条运动支链组成，其特征在于三条运动支链的结构相同，每条运动支链与固定平台(1)相联接的运动副是万向节(3)，与动平台(2)相联接的运动副是圆柱副(5)，运动支链的中间运动副是移动副(4)，当机构运动时，动平台(2)绕一固定点作球面转动。2.据权利要求1所述的三自由度转动平台并联机器人机构，其特征在于各运动支链中万向节(3)中与移动副(4)相邻的轴线(6)垂直于移动副的轴线(8)及圆柱副的轴线(9)。3.根据权利要求1、2所述的三自由度转动平台并联机器人机构，其特征在于所有三个运动支链中的万向节(3)中与固定平台(1)相邻的轴线(7)与三个运动支链中所有圆柱副(5)的轴线(9)相交于一点，该点就是动平台运动时的转动中心。4.根据权利要求1、2所述的三自由度转动平台并联机器人机构，各运动支链中的运动副排列方式可以从所述的“万向节-移动副-圆柱副”变换为“圆柱副-移动副-万向节”的排列方式。全文摘要本专利技术提供了一种动平台作球面转动的并联机器人机构。这种机构由动平台(2)和固定平台(1)及连接动平台和固定平台的三条运动支链组成，其中三条运动支链的结构相同，每条运动支链由万向节(3)、移动副(4)和圆柱副(5)组成，各运动支链中万向节(3)的轴线(6)垂直于移动副(4)的轴线及圆柱副(5)的轴线，所有三个运动支链中的万向节的轴线(7)与所有圆柱副的轴线相交于一点O。当所述的机构在原动件驱动下运动时，其动平台绕某一固定点作球面转动。这种机构结构简单并且各运动支链的结构对称，可应用于机器人腕关节或其它需要空间姿态定位的应用场合。文档编号B25J9/08GK1417003SQ0215374公开日2003年5月14日 申请日期2002年12月4日 优先权日2002年12月4日专利技术者方跃法, 蔡隆文, 房海蓉 申请人:北方交通大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：方跃法，蔡隆文，房海蓉，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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