[發明專利]一種六自由度全解析部分解耦并聯操作機構

無效

• 申請號: 201210060035.5
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102528801A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 沈惠平;楊廷力;余同柱;鄧嘉鳴
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B23Q1/64
• 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等裝備提供一種新型的六自由度全解析部分解耦并聯操作機構。

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，且承載大、剛度好，易得反向解析解，但其末端執行器的運動學求解非常困難，無法得到正解解析解，因此，應用范圍受到影響。并聯機構的整體優良性能取決于其組成的支鏈的拓撲設計(支鏈類型、組合方式)、以及支鏈在動、靜平臺間的拓撲設計和驅動副的選取等。

因此，解耦性好(全解耦或部分解耦)、易得正解解析解、工作空間大且不易干涉、制造裝配容易的6-dof并聯機構機型設計，是機構學界長期未能得到解決的、并聯機構研究領域中挑戰性最強的難題之一，需要創造出性能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，提供一種新型的六自由度全解析部分解耦并聯操作機構。其技術方案是：一種六自由度全解析部分解耦并聯操作機構，動平臺(1)、靜平臺(0)通過簡單支鏈一、第一混合支鏈和第二混合支鏈連接，簡單支鏈一(S₃₁-P₃₂-S₃₃)由移動副一(P₃₂)連接構件一(12)、構件二(13)組成，且其二端分別以球副二(S₃₃)和球副一(S₃₁)連接于動平臺(1)、靜平臺(0)上；第一混合支鏈由簡單支鏈二(S₁₁-P₁₂-S₁₃′)及簡單支鏈三(S₁₅-P₁₄-S₁₃)組成，且簡單支鏈二由移動副二(P₁₂)連接構件三(2)、構件四(3)組成，其兩端的球副三(S₁₃′)、球副四(S₁₁)分別在動平臺(1)、靜平臺(0)上，而簡單支鏈三由移動副三(P₁₄)連接構件五(4)、構件六(5)組成，且其兩端的球副五(S₁₃)、球副六(S₁₅)分別在簡單支鏈二、靜平臺(0)上，同時，第一混合支鏈中在靜平臺(0)上球副四(S₁₁)、球副六(S₁₅)不能重合；第二混合支鏈由簡單支鏈四(S₂₆-P₂₇-S₂₃″)、簡單支鏈五(S₂₁-P₂₂-S₂₃)、簡單支鏈六(S₂₅-P₂₄-S₂₃′)組成，簡單支鏈四由移動副四(P₂₇)連接構件七(6)、構件八(7)組成，且其兩端的球副七(S₂₃″)、球副八(S₂₆)分別在動平臺(1)、靜平臺(0)上；簡單支鏈五由移動副五(P₂₂)連接構件九(8)、構件十(9)組成，且其兩端的球副九(S₂₃)、球副十(S₂₁)分別在簡單支鏈四、靜平臺(0)上；簡單支鏈六由移動副六(P₂₄)連接構件十一(10)、構件十二(11)組成，且其兩端的球副十一(S₂₃′)、球副十二(S₂₅)分別在簡單支鏈四、靜平臺(0)上，同時，第二混合支鏈中在靜平臺(0)上的球副八(S₂₆)、球副十(S₂₁)、球副十二(S₂₅)不能重合；進一步，動平臺(1)上分別具有的球副二(S₃₃)、球副三(S₁₃′)、球副七(S₂₃″)不在一條直線上。

進一步，簡單支鏈一、簡單支鏈二、簡單支鏈三、簡單支鏈四、簡單支鏈五、簡單支鏈六兩端的任一個球副，都可以可用二自由度的萬向節替代。