[發(fā)明專利]具有遠(yuǎn)架單桿的空間三平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810052559.3
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101249653A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃田;趙學(xué)滿;梅江平;劉海濤;張利敏
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 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(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 張宏祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，特別是涉及一種具有遠(yuǎn)架單桿的空間三平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

美國專利US4976572(或WO7703527、EP0250470、CH672079、EP0250470、JP63501760T)公開了一種空間對稱三平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括三條主動支鏈，每條支鏈包括近架桿和遠(yuǎn)架桿兩部分。此類機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)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(gòu)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(jī)架僅具有一個移動或轉(zhuǎn)動自由度，另一端通過球鉸與遠(yuǎn)架桿的一端連接，從而限制動平臺相對于固定機(jī)架的三個回轉(zhuǎn)自由度。此類機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器的姿態(tài)不易保證，在提高控制精度上有很大的難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠提高機(jī)構(gòu)姿態(tài)精度的具有遠(yuǎn)架單桿的空間三平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基本構(gòu)思是：由主動支鏈保證動平臺的位置精度，由從動支鏈保證動平臺的姿態(tài)精度。

作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明基本構(gòu)思的第一種技術(shù)方案，一種具有遠(yuǎn)架單桿的空間三平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括固定架、動平臺以及分別對稱均勻設(shè)置在所述的固定架與動平臺之間的三條結(jié)構(gòu)相同的主動支鏈；所述主動支鏈包括固接于固定架的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)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(yuǎn)架單桿，其特征是，所述遠(yuǎn)架單桿的兩端分別球鉸接于所述近架桿和動平臺；所述固定架和動平臺之間還連接有限制動平臺的三個轉(zhuǎn)動自由度的一條從動支鏈，所述從動支鏈包括與所述固定架形成移動副的移動桿組和兩端分別與所述移動桿組、動平臺鉸接的等長桿組，所述等長桿組包括一根中心桿和周圍至少三根等長側(cè)桿，所述中心桿兩端分別采用虎克鉸與所述移動桿組端部和動平臺連接，所述等長側(cè)桿兩端分別采用球鉸與移動桿組端部和動平臺連接。

所述等長側(cè)桿有三根。

作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明基本構(gòu)思的第二種技術(shù)方案，一種具有遠(yuǎn)架單桿的空間三平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括固定架、動平臺以及分別對稱均勻設(shè)置在所述的固定架與動平臺之間的三條結(jié)構(gòu)相同的主動支鏈；所述主動支鏈包括固接于固定架的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)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(yuǎn)架單桿，所述遠(yuǎn)架單桿的兩端分別球鉸接于所述近架桿和動平臺；所述固定架和動平臺之間還連接有限制動平臺的三個轉(zhuǎn)動自由度的一條從動支鏈，所述從動支鏈包括與所述固定架依次連接的由全回轉(zhuǎn)副連接的局部支鏈組、可縱向平動的平臺和等長桿組，其中全回轉(zhuǎn)副連接的局部支鏈采用至少兩條結(jié)構(gòu)相同的支鏈對稱布置，每條支鏈包括串聯(lián)的第一桿件和第二桿件，第一桿件與固定架之間、第一桿件與第二桿件之間以及第二桿件與可縱向平動的平臺之間均采用回轉(zhuǎn)副連接；所述等長桿組包括一根中心桿和周圍至少三根等長側(cè)桿，所述中心桿兩端分別采用虎克鉸與所述可縱向平動的平臺和動平臺連接，所述等長側(cè)桿兩端分別采用球鉸與可縱向平動的平臺和動平臺連接。

所述等長側(cè)桿有三根。

作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明基本構(gòu)思的第三種技術(shù)方案，一種具有遠(yuǎn)架單桿的空間三平動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括固定架、動平臺以及分別對稱均勻設(shè)置在所述的固定架與動平臺之間的三條結(jié)構(gòu)相同的主動支鏈；所述主動支鏈包括固接于固定架的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)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(yuǎn)架單桿，所述遠(yuǎn)架單桿的兩端分別球鉸接于所述近架桿和動平臺；所述固定架和動平臺之間還連接有限制動平臺的三個轉(zhuǎn)動自由度的一條從動支鏈，所述從動支鏈包括三根中間為移動副且兩端分別采用虎克鉸與固定架和動平臺連接的伸縮桿組，其中每根伸縮桿兩端的虎克鉸的近架旋轉(zhuǎn)軸的軸線平行，每根近架桿的旋轉(zhuǎn)軸線與其對應(yīng)的伸縮桿兩端的虎克鉸的近架旋轉(zhuǎn)軸的軸線平行。

所述的驅(qū)動裝置采用直線電機(jī)驅(qū)動結(jié)構(gòu)。

所述的驅(qū)動裝置采用扭矩電機(jī)驅(qū)動結(jié)構(gòu)。

所述的驅(qū)動裝置采用伺服電機(jī)一減速器結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是：簡化主動支鏈、增加從動支鏈，限制了動平臺的三個回轉(zhuǎn)自由度，使動平臺相對固定架僅具有三個平動自由度。由主動支鏈保證動平臺的位置精度，由從動支鏈保證動平臺的姿態(tài)精度，容易識別幾何誤差源，并且從動支鏈可以提供末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)自由度，從而降低了機(jī)構(gòu)的制造成本。

附圖說明

圖1-1是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1-2是本發(fā)明第一種技術(shù)方案的從動支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1-3是圖1-2的I部放大圖；

圖1-4是圖1-2的II部放大圖；