[發(fā)明專利]三自由度移動解耦并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210071553.7
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102699907A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張立杰;盧文娟;曾達(dá)幸;張一同
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08
• 代理公司: 石家莊一誠知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13116
• 代理人: 崔鳳英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

并聯(lián)機(jī)構(gòu)與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力強(qiáng)，累積誤差影響小，精度較高，驅(qū)動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，有利于減小運動負(fù)荷，系統(tǒng)慣性低進(jìn)而動態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于模擬器、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、傳感器、微操作領(lǐng)域等。作為并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一個重要分支，三維移動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的深切關(guān)注，不少學(xué)者對其進(jìn)行了比較深入的研究并取得一系列成果，如Delta、Star機(jī)構(gòu)等，廣泛應(yīng)用于拾取和放置，加工操作等工業(yè)生產(chǎn)中。一般而言，目前所研究的移動并聯(lián)機(jī)構(gòu)存在高耦合性，導(dǎo)致其輸入輸出關(guān)系難以確定，進(jìn)而工作空間內(nèi)無奇異的軌跡規(guī)劃變得很復(fù)雜。為發(fā)展高速機(jī)器人以適應(yīng)逐漸面向高密度的電子元件封裝與組裝的微電子行業(yè)的要求等，移動并聯(lián)機(jī)構(gòu)上述缺點必須予以克服，因而輸入輸出解耦的移動并聯(lián)機(jī)構(gòu)業(yè)已成為當(dāng)今國際機(jī)構(gòu)學(xué)研究的熱點之一。

目前所發(fā)明的解耦機(jī)構(gòu)中，三自由度移動解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu)數(shù)量有限，其中包括，?Carricato和Parenti-Castelli，Kong和Gosselin，Kim和Tsai等綜合出幾種解耦的三自由度移動并聯(lián)機(jī)構(gòu)；法國機(jī)構(gòu)學(xué)家Gogu使用線性變換理論綜合出三自由度移動解耦機(jī)構(gòu)；高峰提出了R-CUBE解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu)；中國專利文獻(xiàn)(專利號:?ZL01104454.3，200410018623.8，200910071093.6)中也分別提出了結(jié)構(gòu)性能各異的三自由度解耦移動并聯(lián)機(jī)構(gòu)。其中部分機(jī)構(gòu)工作空間較小，只適用于微動領(lǐng)域，或只是瞬時解耦。因而提出更多結(jié)構(gòu)功能各異的新型機(jī)構(gòu)是機(jī)構(gòu)學(xué)發(fā)展的要求，也是現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)高速發(fā)展和行業(yè)競爭的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種運動完全解耦，易于控制、動態(tài)性能好的三自由度移動解耦并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。本發(fā)明主要由動平臺、定平臺和連接這兩個平臺的三個分支組成。其中第一分支的一個連桿的一端通過轉(zhuǎn)動副與定平臺相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副與另一個連桿相連，該連桿的另一端通過移動副與第三個連桿的一端相連，該連桿的另一端通過移動副與動平臺相連，兩轉(zhuǎn)動副軸線平行，兩個移動副導(dǎo)路方向構(gòu)成了一個與轉(zhuǎn)動副軸線相平行的平面；第二分支的一個連桿的一端通過轉(zhuǎn)動副與動平臺相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副與另一個連桿相連，該連桿的另一端通過圓柱副與定平臺相連，兩轉(zhuǎn)動副軸線及圓柱副軸線相互平行；第三分支的一個連桿通過移動副與定平臺相連，該連桿的另一端通過移動副與另一個連桿相連，該連桿的另一端通過移動副與動平臺相連，三個移動副的軸線相互垂直。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：動平臺的三個移動完全解耦，其運動學(xué)正、反解十分簡單，使其控制極為容易，軌跡規(guī)劃簡單、并且具有很好的運動學(xué)性能、較大的工作空間，制造安裝簡單，可廣泛用于數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人裝置用于拾取和放置，加工操作等等。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意簡圖。

具體實施方式

在圖1所示的三自由度移動解耦并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意簡圖中，第一分支中的一個連桿3的一端通過轉(zhuǎn)動副2與定平臺1相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副4與另一個連桿6相連，該連桿的另一端通過移動副5與第三個連桿7的一端相連，該連桿的另一端通過移動副8與動平臺9相連，兩轉(zhuǎn)動副軸線平行，兩個移動副導(dǎo)路方向構(gòu)成了一個與轉(zhuǎn)動副軸線相平行的平面；第二分支的一個連桿11的一端通過轉(zhuǎn)動副10與動平臺相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副12與另一個連桿13相連，該連桿的另一端通過圓柱副14與定平臺相連，兩轉(zhuǎn)動副軸線及圓柱副軸線相互平行；第三分支的一個連桿15通過移動副16與定平臺相連，該連桿的另一端通過移動副17與另一個連桿18相連，該連桿的另一端通過移動副19與動平臺相連，三個移動副運動方向相互垂直。