[發明專利]具有遠架雙桿的空間三平動自由度并聯機構

有效

• 申請號: 200810052557.4
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101249652A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 黃田;梅江平;趙學滿;張利敏;張策
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 張宏祥

技術領域

本發明涉及一種機器人，特別是涉及一種具有遠架雙桿的空間三平動自由度并聯機構的機器人。

背景技術

美國專利US4976582(或WO8703528、EP0250470、CH672089、EP0250470、JP63501860T)公開了一種空間對稱三平動并聯機構，包括三條主動支鏈，每條支鏈包括近架桿和遠架桿兩部分。此類機構遠架桿的形式分為兩種，一種為單桿形式，桿的兩端通過虎克鉸分別與近架桿和動平臺連接；一種為雙桿構成的平行四邊形，每根桿兩端通過球鉸鏈分別與近架桿和動平臺連接，其中近架桿一端相對于固定機架僅具有一個移動或轉動自由度，另一端通過球鉸與遠架桿的一端連接，從而限制動平臺相對于固定機架的三個回轉自由度。由于采用了虎克鉸或球鉸，限制了機構的工作空間，并且這兩類鉸鏈間隙不容易控制，不利于提高機構的精度。另外，此類機構鉸鏈磨損后無法自動補償間隙，長時間使用后會導致機構精度降低。

發明內容

本發明的目的正是為了克服上述現有技術中的不足，提供一種有利于擴大機構的工作空間，易于消除鉸鏈間隙的具有遠架雙桿的空間三平動自由度并聯機構。

本發明是通過下述技術方案予以實現的：一種具有遠架雙桿的空間三平動自由度并聯機構，包括固定架、動平臺以及分別對稱均勻設置在所述的固定架與動平臺之間的三條結構相同的支鏈；所述支鏈包括固接于固定架的驅動裝置，所述驅動裝置的輸出端連接有近架桿，所述近架桿連接有與所述動平臺相連接的遠架桿，所述遠架桿包括平行設置的第一架桿和第二架桿，所述第一架桿和第二架桿的兩端分別設置有拉緊器，所述拉緊器一端與所述第一架桿轉動連接，另一端與所述第二架桿轉動連接；所述第一架桿和第二架桿的首端、尾端分別設置有內溝槽；所述近架桿的末端兩側與遠架桿連接的位置分別轉動連接有轉軸I，所述轉軸I的尾端分別設置有與所述第一架桿和第二架桿的首端適配連接的外溝槽；所述動平臺與所述轉軸I對應地轉動連接有轉軸II，所述轉軸II與所述轉軸I的軸線平行，所述轉軸II的尾端分別設置有與所述第一架桿和第二架桿的尾端適配連接的外溝槽。

所述第一架桿和第二架桿首端、尾端分別設置的內溝槽為內錐面溝槽，所述轉軸I的尾端設置的外溝槽是外錐面溝槽，所述轉軸II的尾端設置的外溝槽是外錐面溝槽。

所述第一架桿和第二架桿的首端、尾端分別設置的內溝槽為平面溝槽，所述轉軸I的尾端設置的外溝槽是平面溝槽，所述轉軸II的尾端設置的外溝槽是平面溝槽。

所述拉緊器包括彈性連接桿和銷軸，所述彈性連接桿的兩端分別設置有耳座，所述耳座的側壁上設置有銷孔。

所述的驅動裝置采用伺服電機-減速器結構。

所述的驅動裝置采用扭矩電機驅動結構。

所述的驅動裝置采用直線電機驅動結構。

本發明的有益效果是：采用開放式二自由度回轉副實現了傳統虎克鉸的全部功能，但比傳統的虎克鉸易于消除鉸鏈的間隙；有利于擴大機構的工作空間。此外，本發明采用的連接方式可以自動補償磨損產生的間隙，具有使用壽命長的特點。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為采用錐面配合的開放式二自由度回轉副和拉緊器的安裝結構示意；

圖3為采用平面配合的開放式二自由度回轉副和拉緊器的安裝結構示意；

圖4為本發明的一條支鏈結構示意圖。

附圖標記：1、固定架，2、驅動裝置，3、近架桿，4a、4b、拉緊器，4a-1、彈性連接桿，4a-2、4a-3、耳座，4a-4、4a-5、銷孔，5a1、5a2、轉軸I，5a1-1、5a2-1、溝槽，5b1、5b2、轉軸II，6、第一架桿，7、第二架桿，8、動平臺，9、10、銷軸。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述：

如圖1至圖4所示，一種具有遠架雙桿的空間三平動自由度并聯機構，由固定架1、動平臺8和分別設置在所述的固定架1和動平臺8之間的三條結構相同的支鏈構成；所述的三條支鏈之一的構成方式是：每條支鏈分別由驅動裝置2，近架桿3，第一架桿6，第二架桿7，拉緊器4a、4b和結構相同的轉軸I5a1、5a2、轉軸II5b1、5b2構成，轉軸I5a1與轉軸II5b1的軸線平行，轉軸I5a2和轉軸II5b2的軸線平行，所述拉緊器4a包括彈性連接桿4a-1和銷軸9、10，所述彈性連接桿的兩端分別設置有耳座4a-2、4a-3，所述耳座的側壁上設置有銷孔4a-4、4a-5；所述第一架桿6和第二架桿7通過銷軸9、10與拉緊器4a轉動相連，拉緊器4b與拉緊器4a結構相同，第一架桿6和第二架桿7靠拉緊器4a、4b保持二者與近架桿3和動平臺8的連接特性。