[發明專利]具有雙平行線組的3、4、5自由度空間對稱并聯機器人機構

無效

• 申請號: 02104918.1
• 申請日: 2002-03-09
• 公開（公告）號: CN1381337A
• 公開（公告）日: 2002-11-27
• 發明（設計）人: 黃真;李秦川
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務所
• 代理人: 鄂長林

本項發明屬于機器人和機械制造領域，特別涉及一種新型的具有雙平行線組的少自由度對稱并聯機器人機構。

并聯機器人機構屬于空間多自由度多環閉鏈機構，和串聯機構相比，并聯機器人機構具有剛度大、承載能力大、累積誤差小、動態特性好、結構緊湊等特點。目前，并聯機器人機構被廣泛應用于除并聯機器人外的虛擬軸機床、微動操作臺、各種運動模擬器、傳感器等方面。

少自由度并聯機器人機構是指自由度數為3、4、5自由度的并聯機器人機構，可應用于許多適于并聯機器人操作，但不需要全部6個自由度的工作任務，由于它們的自由度較少，較六自由度并聯機構結構簡單，經濟便宜，控制相對容易，因此具有很好的應用前景。

本發明的目的在于提供一種新型的具有雙平行線組的3、4、5自由度對稱并聯機器人機構，具有結構簡單、加工裝配性好、剛度大等優點。

這種新型的具有雙平行線組的3、4、5自由度對稱并聯機器人機構，包括動平臺1、定平臺11和連接動平臺1和定平臺11的結構完全相同的分支所組成，其特征在于：動平臺1通過3個、4個或5個結構完全相同的分支與定平臺11相連接，每個分支中從動平臺1開始計數的前2個運動副2和4為轉動副，它們的軸線相互平行，每個分支中的轉動副6和10，它們的軸線相互平行，并且平行于定平臺11，定平臺11和動平臺1可以是三角形、四邊形或五邊形；

在第一種具有雙平行線組的3自由度空間對稱移動并聯機器人機構中，定平臺11和動平臺1都是三角形，通過3個結構完全相同的分支相連接，所有3個分支的轉動副10連接定平臺11和連桿9，轉動副8連接連桿9和連桿7，轉動副6連接連桿7和連桿5，轉動副4連接連桿5和連桿3，轉動副2連接連桿3和動平臺1，轉動副8的軸線平行于轉動副6和10的軸線轉動副4的軸線不平行于動平臺1，斜交于轉動副6的軸線；

在第二種具有雙平行線組的3自由度空間對稱移動并聯機器人機構中，把第一種空間3自由度移動并聯機器人機構所有分支中的轉動副8替換為移動副12，該移動副12的軸線垂直于轉動副6和轉動副10的軸線；

在第一種具有雙平行線組的4自由度空間對稱并聯機器人機構中，定平臺11和動平臺1都是三角形，通過3個結構完全相同的分支相連接，所有分支的轉動副10連接定平臺11和連桿9，轉動副8連接連桿9和連桿7，轉動副6連接連桿7和連桿5，轉動副4連接連桿5和連桿3，轉動副6，連桿5和轉動副4可以構成1個十字頭，轉動副2連接連桿3和動平臺1，轉動副8的軸線平行于轉動副6和10的軸線，轉動副2和轉動副4的軸線垂直于定平臺11；

在第二種具有雙平行線組的4自由度空間對稱并聯機器人機構中，把第一種空間4自由度對稱并聯機器人機構所有分支中的轉動副8替換為移動副12，該移動副12的軸線垂直于轉動副6和轉動副10的軸線；

在第三種具有雙平行線組的4自由度空間對稱并聯機器人機構中，定平臺11和動平臺1都是四邊形，通過4個結構完全相同的分支相連接，所有分支的轉動副10連接定平臺11和連桿9，轉動副8連接連桿9和連桿7，轉動副6連接連桿7和連桿5，轉動副4連接連桿5和連桿3，轉動副6、連桿5和轉動副4可以構成一個十字頭，轉動副2連接連桿3和動平臺1，轉動副8的軸線平行于轉動副6和10的軸線，轉動副2和轉動副4的軸線垂直于定平臺11；

在第4種具有雙平行線組的4自由度空間對稱并聯機器人機構中，把第三種空間4自由度對稱并聯機器人機構所有分支中的轉動副8替換為移動副12，該移動副12的軸線垂直于轉動副6和轉動副10的軸線；

在第一種具有雙平行線組的5自由度空間對稱并聯機器人機構中，定平臺11和動平臺1都是三角形，通過3個結構完全相同的分支相連接，所有分支的轉動副10連接定平臺11和連桿9，轉動副8連接連桿9和連桿7，轉動副6連接連桿7和連桿5，轉動副4連接連桿5和連桿3，轉動副6、連桿5和轉動副4可以構成一個十字頭，轉動副2連接連桿3和動平臺1，轉動副8的軸線平行于轉動副6和10的軸線，轉動副2和轉動副4的軸線平行于定平臺11，并垂直于轉動副6、8和10的軸線，所有分支中的轉動副10的軸線在定平臺11上都彼此相互平行，所有分支中的轉動副2的軸線在動平臺1上也都彼此相互平行；

在第二種具有雙平行線組的5自由度對稱空間并聯機器人機構中，把第一種空間5自由度對稱并聯機器人機構中所有分支中的轉動副8替換為移動副12，該移動副12的軸線垂直于轉動副6和轉動副10的軸線；