具有汇交副的4、5自由度对称并联机器人机构制造技术

本发明专利技术属于机器人和机械制造领域，特别涉及一种具有汇交副的４、５自由度对称并联机器人机构。其特征是：动平台（１）通过３个、４个或５个结构完全相同的分支与定平台（１１）相连接，所有分支中从动平台（１）开始计数的前２个运动副（２）和（４）为转动副，它们的轴线在空间相交于同一点，定平台（１１）和动平台（１）可以是三角形、四边形或五边形；其中４自由度并联机器人机构可以实现在３维空间的３个转动和沿机构动平台（１）法线方向的１个移动５自由度并联机器人机构可以实现在３维空间的３个转动和２个移动。它们可以被应用作为机器人、微动作器或并联机床。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本项专利技术属于机器人和机械制造领域，特别涉及一种具有汇交副的4、5自由度对称并联机器人机构。并联机器人机构属于空间多自由度多环闭链机构，和串联机构相比，并联机器人机构具有刚度大、承载能力大、累积误差小、动态特性好、结构紧凑等特点。目前，并联机器人机构被广泛应用于除并联机器人外的虚拟轴机床、微动操作台、各种运动模拟器、传感器等方面。目前3、6自由度的并联机器人机构应用较为广泛，而4、5自由度并联机床结构较少，已有的少数4、5自由度并联机器人机构大都不具有完全对称性。本专利技术的目的在于提供一种新型的各向同性好的对称的4、5自由度并联机器人机构，而且具有刚度高、结构简单、加工装配性好等优点。这种具有汇交副的4、5自由度对称并联机器人机构，包括动平台1、定平台11和连接动平台1和定平台11的结构完全相同的分支所组成，其特征在于动平台1通过3个、4个或5个结构完全相同的分支与定平台11相连接，所有分支中从动平台1开始计数的前2个运动副2和4为转动副，它们的轴线在空间相交于同一点，定平台11和动平台1可以是三角形、四边形或五边形；在第一种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构中，定平台11和动平台1都是三角形，通过3个结构完全相同的分支相连接，3个分支的转动副10连接定平台11和连杆9，转动副8连接连杆9和连杆7，转动副4连接连杆5和连杆3，转动副6、8和10的轴线平行于定平台11，转动副2连接连杆3和动平台1；在第二种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构中，把第一种4自由度并联机器人机构所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线；在第三种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构中，定平台11和动平台1都是四边形，通过4个结构完全相同的分支相连接，所有4个分支的转动副10连接定平台11和连杆9，转动副8连接连杆9和连杆7，转动副4连接连杆5和连杆3，转动副6、8和10的轴线平行于定平台11，转动副2连接连杆3和动平台1；在第四种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构中，把第三种4自由度并联机器人机构所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线；在第一种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构中，定平台11和动平台1都是三角形，通过3个结构完全相同的分支相连接，所有分支的转动副10连接定平台11和连杆9，转动副8连接连杆9和连杆7，转动副4连接连杆5和连杆3，转动副2连接连杆3和动平台1，转动副6、8和10的轴线垂直于定平台11；在第二种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构中，把第一种5自由度并联机器人机构所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线，平行于定平台11；在第三种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构中，定平台11和动平台1都是五边形，通过5个结构完全相同的分支相连接，所有分支的转动副10连接定平台11和连杆9，转动副8连接连杆9和连杆7，转动副4连接连杆5和连杆3，转动副2连接连杆3和动平台1，转动副6、8和10的轴线垂直于定平台11；在第四种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构中，把第三种5自由度并联机器人机构所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线，平行于定平台11；附图及实施例附图说明图1为第一种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构示意2为第二种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构示意3为第三种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构示意4为第四种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构示意5为第一种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构示意6为第二种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构示意7为第三种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构示意8为第四种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构示意图附图1为本专利技术的第1个具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构实施例(见图1)。动平台1和定平台11都是三角形，动平台1通过3个结构完全相同的分支与定平台11相连接，每个分支中从动平台1开始计数的前2个运动副为转动副2和4，3个分支共有6个这样的转动副，它们的轴线在空间相交于同一点；所有分支的转动副10连接定平台11和连杆9；转动副8连接连杆9和连杆7；转动副4连接连杆5和连杆3，转动副6、8和10的轴线平行于定平台11；转动副2连接连杆3和动平台1。附图2为本专利技术的第二个具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构实施例(见图2)。把本专利技术的第1个4自由度对称并联机器人机构实施例中的所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线。附图3为本专利技术的第3个具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构实施例(见图3)。动平台1和定平台11都是四边形，动平台1通过4个结构完全相同的分支与定平台11相连接，每个分支中从动平台1开始计数的前2个运动副为转动副2和4，4个分支共有8个这样的转动副，它们的轴线在空间相交于同一点；所有分支的转动副10连接定平台11和连杆9；转动副8连接连杆9和连杆7；转动副4连接连杆5和连杆3，转动副6、8和10的轴线平行于定平台11；转动副2连接连杆3和动平台1。附图4为本专利技术的第4个具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构实施例(见图4)。把本专利技术的第3个4自由度对称并联机器人机构实施例中的所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线。附图5为本专利技术的第1个具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构实施例(见图5)。动平台1和定平台11都是三角形，动平台1通过3个结构完全相同的分支与定平台11相连接，每个分支中从动平台1开始计数的前2个运动副为转动副2和4，3个分支共有6个这样的转动副，它们的轴线在空间相交于同一点；所有分支的转动副10连接定平台11和连杆9；转动副8连接连杆9和连杆7；转动副4连接连杆5和连杆3；转动副2连接连杆3和动平台1；转动副6、8和10的轴线垂直于定平台11。附图6为本专利技术的第2个具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构实施例(见图6)。把本专利技术的第1个具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构的实施例中的所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线，平行于定平台。附图7为本专利技术的第3个具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构实施例(见图7)。动平台1和定平台11都是五边形，动平台1通过5个结构完全相同的分支与定平台11相连接，每个分支中从动平台1开始计数的前2个运动副为转动副2和4，5个分支共有10个这样的转动副，它们的轴线在空间相交于同一点；所有分支的转动副10连接定平台11和连杆9；转动副8连接连杆9和连杆7；转动副4连接连杆5和连杆3；转动副2连接连杆3和动平台1；转动副6、8和10的轴线垂直于定平台11。附图8为本专利技术的第4个具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构实施例(见图8)。把本专利技术的第3个具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构的实施例中的所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线，平行于定平台。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有汇交副的４、５自由度对称并联机器人机构，包括动平台（１）、定平台（１１）和连接动平台（１）和定平台（１１）的结构完全相同的分支所组成，其特征在于：动平台（１）通过３个、４个或５个结构完全相同的分支与定平台（１１）相连接，所有分支中从动平台（１）开始计数的前２个运动副（２）和（４）为转动副，它们的轴线在空间相交于同一点，动平台（１）和定平台（１１）可以是三角形、四边形或五边形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄真，李秦川，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]