[發明專利]一種三平移并聯操作裝置

無效

• 申請號: 201110273049.0
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102350653A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 沈惠平;鄧嘉鳴;楊廷力;余同柱;朱偉
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B23Q5/22
• 分類號: B23Q5/22;B25J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種機器人和智能裝備的執行機構，具體地說是為機器人和并聯機床、并聯坐標測量、劃線機、雕刻機與并聯機器等提供一種新型的三平移并聯操作裝置。

背景技術

并聯機構在機器人、虛擬軸機床、坐標測量機、仿真平臺、微操作機械手等領域獲得了廣泛應用，6自由度Stewart并聯機床，被認為是二十世紀以來機床結構的一次革命；并聯結構的虛軸坐標測量機(含測量劃線機)，也是近年來科學測量儀上的一個重大進展，它具有結構剛性大、運動速度高、誤差不疊加等獨特性，可使測量精度及測量效率等性能得到很大改善。目前，對于6-SPS和6-RSS機構來說，其末端執行器的空間位姿比較靈活，但由于該機構的結構相對比較復雜，致使其末端執行器的求解和應用較困難。

在工業應用中，常要求具有2-5自由度的少自由度并聯機構，不少學者研究了三維純平移輸出并聯機構，如Delta機構、Star?Like機構等；Tsai提出的三維移動并聯機構(Tsai，Patent?Nember：5656905，1997)，其主要特點是運動學正解為8次、位置與方向解耦、工作空間較大、完全由轉動副組成。中國學者在新型三維純平移輸出并聯機構的研究與發明上也取得了一大批重要成果(如：專利申請號：01108297.6；01113519.0；01108297.6；01108283.6等)。

綜上所述，并聯數控機床和并聯坐標測量機、雕刻機、劃線機及并聯機器人等的發展和實用化需要創造出優于現有機構的新機型。

發明內容

本發明目的是克服現有技術的缺點，提供一類新的三平移并聯操作裝置，其技術方案是：一種三平移并聯操作裝置，包括動平臺(1)、靜平臺(2)及聯接在動平臺(1)、靜平臺(2)之間的三條相同支鏈，其特征在于每條支鏈分別由軸線相互平行的三個轉動副串聯后，再和軸線與前面三個轉動副軸線平行的移動副串聯而成，且每條支鏈的兩端分別通過前述的移動副和轉動副分別與動平臺(1)、靜平臺(2)相聯；其中，三條相同支鏈中的一條或二條，可用具有軸線相互平行的三個轉動副串聯結構，再串聯另一具有軸線相互平行的二個轉動副串聯的結構來替代；進一步，三條相同支鏈中的第三條，可用一球副-球副-轉動副的串聯結構(S-S-R)或球副-移動副-球副(S-P-S)的串聯結構來替代?？刂旗o平臺上三個轉動副，即可獲得動平臺三維純平移輸出。

該類機構具有結構簡單、工作空間較大、便于制造安裝等優點，為虛軸機床、機器人、虛軸坐標測量機、雕刻機、劃線機及微動機器人的開發與實用化提供了可能。

附圖說明

附圖1為本發明第一個實施例的結構示意圖。

附圖2為本發明第二個實施例的結構示意圖。

附圖3為本發明第三個實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實例對本發明的技術給予進一步地說明。

附圖1所示為本發明的第一個實施例，它包括動平臺1、靜平臺2及聯接在動平臺1、靜平臺2之間的三條相同支鏈，每條支鏈分別由軸線相互平行的三個轉動副構成串聯結構R₁₁-R₁₂-R₁₃后，再和軸線與前面三個轉動副軸線平行的移動副P₁₄串聯而成，且每條支鏈的兩端分別通過前述的移動副P₁₄和轉動副R₁₁分別與動平臺1、靜平臺2相聯。

作為本發明的第二個實施例，把第一個實施例中三條相同支鏈中的第三條，用具有軸線相互平行的三個轉動副串聯結構R₃₁-R₃₂-R₃₃，再串聯另一具有軸線相互平行的二個轉動副串聯的結構R₃₄-R₃₅來替代。

作為本發明的第三個實施例，把第一個實施例中三條相同支鏈中的第三條，用一球副-球副-轉動副的串聯結構S₁-S₂-R₃₁來替代。

控制下靜平臺1上三個驅動副R₁₁、R₂₁、R₃₁的運動，就可控制上動平臺1實現X、Y、Z方向的三維純平移輸出。該種并聯機構的結構設計及驅動控制等均可按常規機電技術進行設計和安裝，該并聯機構可作為集裝運輸用的碼垛機、并聯坐標測量機、機器人、雕刻機的執行機構。