[發明專利]一種平面極坐標兩自由度并聯機構

無效

• 申請號: 201010198867.4
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101863022A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 趙明國;黃振奇;都東
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種機器人技術領域的兩自由度并聯機構，特別是關于一種平面極坐標兩自由度并聯機構。

背景技術

并聯機構是指由多個并行運動鏈構成的閉環運動系統，機構具有兩個以上自由度，通過并聯方式驅動。并聯機構具有載荷重量比大，累積誤差小，精度高，易于將滑塊置于基座上，減輕運動載荷，運動速度高，逆運動學求解方便等優點。近年來，由于少自由度并聯機構具有結構簡單，設計、制造、控制成本較低等優點，已經被用于醫用外科設備、運動模擬、機械制造、自動化裝配、精密加工測量、微電子制造等領域。

現在平面少自由度并聯機構已經有比較多的選擇，比如：專利號為：CN200310112572.0的發明專利，公開了一種二自由度平面并聯機器人機構，其可以實現運動平臺在平面內實現水平和豎直方向的平移運動。但是在一些需要極坐標操作的場合，上述機構的應用存在一些限制：比如：1、需要在運動平臺的運動上加入旋轉才能轉換成極坐標下的運動，增加了系統的復雜度，減低了精度；2、工作空間利用率低等等。而在現有技術中，基于極坐標的平面少自由度并聯機構還不多。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種易于實現平面內的兩自由度高速、高精度運動，且該運動易于通過固定平臺上的極坐標系表示的平面極坐標兩自由度并聯機構。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種平面極坐標兩自由度并聯機構，其特征在于：它包括一固定平臺，所述固定平臺兩端分別固定連接一滑軌，兩所述滑軌上分別設置有一由動力驅動的滑動裝置，每一所述滑動裝置固定連接一第一桿件，每一所述第一桿件的另一端轉動連接一第二桿件，每一所述第二桿件的另一端鉸接在同一運動平臺的兩端，所述固定平臺中部鉸接有一連桿，所述連桿的另一端穿設在一滑套內，所述滑套固定連接在所述運動平臺的中部。

設置在所述固定平臺上的滑軌為與所述固定平臺呈垂直或傾斜的一滑道，所述滑動裝置為一滑塊，所述滑塊設置在所述滑道內。

設置在所述固定平臺兩端的滑軌為兩延長桿，所述滑動裝置為一滑套，所述滑套穿設在所述延長桿上。

每一所述第一桿件與所述第二桿件通過鉸鏈連接。

每一所述第一桿件的底部固定連接一桿件滑套，每一所述桿件滑套穿設在一所述第二桿件上。

對應設置的兩所述第一根桿件的長度相同或相異。

對應設置的兩所述第二根桿件的長度相同或相異。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明由于在閉環運動鏈的基礎上利用連桿限制運動平臺的取向，因此可以實現在極坐標系下的兩自由度運動。2、本發明由于將滑軌設置在固定平臺上，而運動平臺質量較小，因此運動精度高，速度快，載荷重量比大，累積誤差小。3、本發明由于采用桿件作為運動部件，因此結構簡單，成本低。4、本發明在與滑道平行的方向上具有很大的運動空間。本發明可以廣泛用于各種平面極坐標兩自由度運動場合。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖

圖2是本發明實施例2結構示意圖

圖3是本發明實施例3結構示意圖

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的進行詳細的描述。

實施例1：

如圖1所示，本發明包括一固定平臺1，固定平臺1兩端分別呈垂直方向固定連接一滑道2，在兩滑道2內分別設置有一滑塊3，兩滑塊3由直線電機或氣缸或液壓缸作為驅動裝置(圖中未示出)。兩滑塊3分別固定連接在一第一桿件4的一端，兩第一桿件4的另一端分別固定連接一桿件滑套5，兩桿件滑套5內分別穿設一第二桿件6，兩第二桿件6的另一端分別通過一鉸鏈7連接在同一運動平臺8的兩端。在固定平臺1中部鉸接有一連桿9，在運動平臺8中部固定連接一滑套10，連桿9的另一端穿設在滑套10內，進而組成一個平面極坐標兩自由度并聯機構的閉環運動鏈。

本實施例操作時，具有相同或不同速度的驅動裝置，分別驅動兩滑塊3在兩滑道2內做上、下滑動，兩第一桿件4隨兩滑塊3一起上、下運動，兩第二桿件6在隨兩第一桿件4上、下移動的同時，沿著桿件滑套5的軸線方向左、右移動，運動平臺8在兩第二桿件6和連桿9的共同作用下，隨連桿9擺動的同時沿著連桿9軸線上、下移動，即運動平臺8輸出平面極坐標運動。

實施例2：

如圖2所示，本實施例與實施例1不同之處是連接在固定平臺1兩端的滑道2與固定平臺1呈傾斜角度設置，傾斜角度可以根據需要設置；且兩第一桿件與兩第二桿件6都是通過鉸鏈11進行連接的，而不是采用桿件滑套5連接。