[實用新型]一種具有三維平動一維轉動的并聯機構

有效

• 申請號: 201020687777.7
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN201907121U
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 黃田;汪滿新;劉松濤;趙學滿;梅江平;宋軼民;王輝
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張金亭

技術領域

本實用新型涉及一種機器人，特別是涉及一種機器人的具有空間三維平動一維轉動的并聯機構。

背景技術

根據專利US20090019960A1和EP1084802B1可知，現有的可實現三維平動一維轉動的并聯機構，包括四個主動支鏈和一個動平臺，每條支鏈包括近架桿和遠架桿兩部分。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，另一端通過僅具有兩個回轉自由度的鉸鏈與遠架桿的一端連接；遠架桿另一端通過僅具有兩個回轉自由度的鉸鏈與動平臺連接，從而保證機構的平動；動平臺由四個部件組成，其中兩個部件需相互平行，另外兩個部件與前述兩個相互平行的部件通過轉動鉸鏈連接，通過部件之間的相互轉動可實現繞垂直于動平臺的軸線的轉動自由度，同時配以相應的放大機構可擴大轉角范圍。上述機構的局限性在于：只能實現繞垂直于動平臺軸線的轉動并且放大機構增加了動平臺的重量，不利于提高機構效率。

發明內容

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種動平臺力傳遞效果好且設計輕巧的具有三維平動一維轉動的并聯機構。

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種具有三維平動一維轉動的并聯機構，包括固定架、動平臺以及對稱布置在所述固定架與動平臺之間的四條結構相同的支鏈；每條支鏈包括近架桿和兩個平行且等長的遠架桿，所述近架桿一端與固定在固定架上的驅動端固接，另一端與上連接軸固接；所述遠架桿一端與所述上連接軸球鉸接，另一端與固接在所述動平臺上的下連接軸球鉸接；所述動平臺包括同中心線且水平布置的主平臺和副平臺，所述主平臺和所述副平臺的兩端分別連接有相對的所述下連接軸，所述主平臺為封閉結構，所述副平臺嵌入在所述主平臺內部，所述主平臺和所述副平臺通過轉動機構連接，所述轉動機構包括固接于副平臺上的螺母和通過軸承轉動連接在所述主平臺上的絲杠，所述螺母和絲杠構成螺旋副，所述絲杠的中心線與所述動平臺的垂直軸線重合，所述主平臺上固接有導向桿，所述副平臺滑動連接在所述導向桿上。

本實用新型具有的優點和積極效果是：結構簡單緊湊，運動方式明確，可滿足復雜抓放操作的要求。由于驅動端的對稱分布，可提高機構在整個工作空間的剛度，將副平臺嵌入主平臺中封閉式導向機構的導向性好，以及主、副動平臺設計輕巧，有利于提高機構的穩定性，實現高速運動。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型中動平臺的結構示意圖。

圖中：1、固定架，2、伺服電機，3、減速器，4、近架桿，5、上連接軸，6a、6b、遠架桿，7、動平臺，8、主平臺，9、副平臺，10、絲杠，11、螺母，12、滑動軸承，13、導向桿，14、下連接軸，15、吸盤。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1，一種具有三維平動一維轉動的并聯機構，包括固定架1、伺服電機2、減速器3、動平臺7以及對稱布置在所述固定架1與動平臺7之間的四條結構相同的支鏈構成；每條支鏈由近架桿4、上連接軸5、兩個相互平行且等長的遠架桿6a和遠架桿6b構成。所述近架桿4的一端與固定于固定架1的減速器3的輸出端固接，該減速器的另一端與所述伺服電機2固接，近架桿4的另一端與上連接軸5固接；所述遠架桿6a和遠架桿6b的一端分別通過球鉸鏈與所述上連接軸5連接，另一端也分別通過球鉸鏈與固接于所述動平臺7上的下連接軸14球鉸接。所述伺服電機2和減速器3為與其固接的近架桿4提供一個轉動自由度。

請參閱圖2，所述動平臺7由主平臺8、副平臺9構成，所述副平臺9嵌入主平臺8內部，所述主平臺8兩側對稱布置兩個導向桿13，所述導向桿13與主平臺8固接，所述副平臺9對應于導向桿13對稱布置兩個滑動軸承12，所述滑動軸承12固定內置于所述副平臺9內，所述兩個導向桿13與所對應的滑動軸承12構成一個導向機構，所述導向機構限制了副平臺9相對于主平臺8只能沿導向桿13方向的移動。

上述結構可以限制主平臺8和副平臺9的三個回轉自由度，即主平臺8和副平臺9均可實現三維平動，而副平臺9除隨主平臺8三維平動外，還可沿固接于主平臺8上的導向桿13實現與主平臺的相對移動。

主平臺8和副平臺9分別與相應的導向桿13和滑動軸承12固接，可保證機構有較高的剛度和轉動精度，副平臺9嵌入主平臺8內部，從而有效提高運動的穩定性。