[發明專利]四支鏈二自由度平動高速并聯機構

有效

• 申請號: 201110430411.0
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102514004A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王攀峰;趙學滿
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明涉及一種機器人，特別是涉及一種機器人的具有空間二維平動的并聯機構。

背景技術

授權公告號為US7090458B2，授權公告日為2006年8月15日的美國專利公開了一種可實現二自由度平動的并聯機構，包括機架、動平臺和兩對支鏈；在機架上安裝兩個伺服電機，動平臺通過兩個分支與機架連接，形成并聯閉環結構；兩個支鏈各含有兩個平行四邊形機構，分別作為驅動桿組和從動桿組，各運動件之間完全采用轉動鉸鏈連接；采用平行四邊形支鏈結構實現動平臺的二維平動。上述機構的局限性在于：該機構每條支鏈各含兩組平行四邊形機構，結構復雜；各運動構件均在同一平面內或平行于該平面，平面法線方向上的剛度較差。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供一種結構剛性好、使用壽命長且結構簡單的具有二平動自由度的并聯機構。

為了解決上述技術問題，本發明四支鏈二自由度平動高速并聯機構予以實現的技術方案是：該機構包括固定架、動平臺和兩個支鏈組，所述兩個支鏈組結構相同，且呈左右對稱地布置在所述固定架與動平臺之間；所述固定架上固接有兩個驅動裝置；每個支鏈組由結構相同的支鏈a和支鏈b組成，支鏈a和支架b均包括近架桿和兩個平行且等長的遠架桿，兩個遠架桿的兩端分別連接有上連接軸和下連接軸，兩個平行的遠架桿一端分別與所述上連接軸球鉸接，另一端分別與所述動平臺上的下連接軸球鉸接，每條支鏈上的所述下連接軸、所述上連接軸和所述兩個平行的遠架桿形成一平行四邊形結構；所述支鏈a和支鏈b的近架桿的一端各固接一個轉軸，其中一個轉軸與驅動裝置連接，兩個轉軸的軸端上設有兩個結構相同的且相互嚙合的一對錐齒輪，兩個近架桿的另一端與各自所屬支鏈中的上連接軸固接；兩個錐齒輪的軸線分別與兩個轉軸的軸線重合并匯交于一點。

本發明四支鏈二自由度平動高速并聯機構，其中，所述支鏈a和所述支鏈b通過所述一對錐齒輪的嚙合傳動作用，使得所述驅動裝置在驅動支鏈a和支鏈b中的其中一條支鏈時，另一條支鏈進行相同的運動，由每條支鏈的下連接軸、上連接軸和兩個平行的遠架桿形成的平行四邊形結構共同對所述動平臺的約束作用，從而使所述動平臺在兩條支鏈的對稱面內作二維平動。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

由于本發明中兩組支鏈組呈對稱布置且支鏈組中每條支鏈的結構簡單，因此，提高了機構的可靠性，延長了使用壽命，且制造成本較低；另外，由于每條支鏈互成角度的布置方式，加強了對動平臺自由度的約束，大幅度地提升了機構的側向剛度；還有，在每條支鏈的平行四邊形結構中采用了球鉸接方式，消隙方便，從而該機構的定位精度高；該機構支鏈結構簡單、動平臺形式簡單，整體質量較輕，易實現高速運動，可以滿足快速抓放需要。

附圖說明

圖1是本發明四支鏈二自由度平動高速并聯機構的立體結構示意圖；

圖2是圖1中所示本發明中近架桿連接結構的示意圖。

圖中：

1-驅動裝置????2-固定架????????3a、3b-近架桿???4a、4b-上連接軸

5a、5b遠架桿??6a、6b-下連接軸?7-動平臺????????8a、8b-轉軸

9a、9b錐齒輪。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細地描述。

如圖1所示，本發明的四支鏈二平動自由度高速并聯機構，包括固定架2、動平臺7以及對稱布置在所述固定架2與動平臺7之間的兩條結構相同的支鏈組。每條支鏈組由兩條結構相同的支鏈a和支鏈b構成，所述固定架2上固接有驅動裝置1，為了對照附圖方便，以圖1中的右前側支鏈為例描述每條支鏈的構成，所述近架桿3a的一端與固定于固定架2上的驅動裝置1的輸出端固接，近架桿3a的另一端與上連接軸4a固接，所述遠架桿5a的一端分別通過球鉸鏈與所述上連接軸4a球鉸接，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6a球鉸接，每條支鏈上的所述下連接軸6a(6b)、所述上連接軸4a(4b)和所述兩個平行的遠架桿5a(5b)構成平行四邊形結構，所述驅動裝置1為與其固接的近架桿3a提供一個轉動自由度。在所述近架桿3a上固接轉軸8a。