[發明專利]一種六自由度全解析解耦并聯操作平臺

無效

• 申請號: 201210060056.7
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102581844A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 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;B23Q1/25
• 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平臺。

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，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，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，提供一種新的六自由度全解析解耦并聯操作平臺，其技術方案是：它包括動平臺(1)、靜平臺(0)及聯接在動平臺(1)、靜平臺(0)之間的三條支鏈，第一條支鏈為S-P-S型支鏈，它由球副一(S₃₁)、移動副(P₃₂)、球副二(S₃₃)串聯組成，球副一(S₃₁)和球副二(S₃₃)分別在靜平臺(0)、動平臺(1)上；第二條支鏈為由二條S-P-S型支鏈組成且有二個球副重合的第一復合支鏈，第三條支鏈為由三條S-P-S型支鏈組成且有三個球副重合的第二復合支鏈。

第一復合支鏈的二個球副重合于動平臺(1)上的二重球副(S₁₃⁰)處，在靜平臺(0)上的球副三(S₁₁)、球副四(S₁₅)不能重合；第二復合支鏈的三個球副重合于動平臺(1)上的三重球副(S₂₃⁰)處，在靜平臺(0)上的球副五(S₂₆)、球副六(S₂₁)、球副七(S₂₅)不能在一條直線上也不能重合；進一步，動平臺(1)上分別具有的一個球副二(S₃₃)、一個二重球副(S₁₃⁰)、一個三重球副(S₂₃⁰)不在一條直線上。

進一步，靜平臺(0)上的球副一(S₃₁)、球副三(S₁₁)、球副四(S₁₅)、球副五(S₂₆)、球副六(S₂₁)、球副七(S₂₅)均可用二自由度的萬向節替代。

控制上述支鏈上的六個移動副，即可獲得動平臺三維平移和三維轉動輸出。該機構完全解耦，且易求得運動學正解解析解。

附圖說明

附圖1為本發明的一個實施例結構示意圖。

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所示為本發明的一個實施例，一種六自由度全解析解耦并聯操作平臺，包括動平臺1、靜平臺0及聯接在動平臺1、靜平臺0之間的三條支鏈，第一條支鏈為S-P-S型支鏈，它由球副一S₃₁、移動副一P₃₂、球副二S₃₃組成，球副一S₃₁和球副二S₃₃分別在靜平臺0、動平臺1上；第二條支鏈為由二條S-P-S型支鏈組成且有二個球副重合的第一復合支鏈，第三條支鏈為由三條S-P-S型支鏈組成且有三個球副重合的第二復合支鏈。