[發明專利]兩自由度移動解耦并聯機器人機構

有效

• 申請號: 201210071554.1
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102699908A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 曾達幸;盧文娟;張立杰;張一同
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B23Q1/64
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明屬于機器人領域，特別是一種并聯機器人機構。

背景技術

并聯機構定義為通過兩個或者兩個以上開環運動鏈連接運動平臺和固定平臺，具有兩個或兩個以上的自由度，且以并聯方式驅動的一種閉環機構。并聯機構與串聯機構相比，具有以下特點：結構緊湊；剛度高；承載能力強；累積誤差小，精度較高等優點。而少自由度并聯機構相對于6自由度并聯機構，又具有結構簡單、制造成本低、運動學求解相對簡單等特點。因而少自由度并聯機構得到國際眾多學者的關注，被廣泛應用于虛擬軸機床、微動操作臺、各種運動模擬器、傳感器等方面。

耦合是并聯機構內在的特點，即并聯機構動平臺沿任一方向的運動都是所有驅動單元的運動合成，并且輸入與輸出之間是非線性的關系。并聯機構的強耦合性使其構型設計、標定、機構裝配、控制存在很大的難度。如果機構的運動能實現解耦，則其工作空間將擴大，并且控制容易，可以達到更高的運動精度，對機構的運動控制和軌跡規劃都有一定意義。因此對如何實現并聯機構的解耦成為一個富有挑戰性的課題。目前所發明的解耦機構中，兩自由度移動解耦并聯機構數量有限，其中包括Kong和Gosselin綜合出的兩自由度移動解耦并聯機構，中國專利文獻(專利號：200510014391.3，200710171877.7，201010175965.6，201010214859.4)中也分別提出了結構性能各異的兩自由度解耦移動并聯機構。這些機構中有的結構稍顯復雜，不利于加工和裝配，有的機構僅僅適用于微動領域，而且這些機構的分支中都不含有轉動自由度。提出結構功能各異的新型機構是機構學發展的要求，也是現代化工農業高速發展和行業競爭的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單，分支中含有轉動，動平臺的移動完全解耦，易于控制的兩自由度移動運動解耦并聯機器人機構。本發明主要由動平臺、定平臺和連接這兩個平臺的兩個分支組成。其中第一分支包括三個方向相互垂直的移動副和連接它們的兩個連桿，一個連桿的一端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；第二分支包括一個移動副和兩個轉動副以及連接它們的兩個連桿，一個連桿的一端通過移動副與動平臺相連，該連桿的另一端安裝有轉動副，該轉動副的回轉軸線上裝有另一個連桿，該連桿的另一端通過轉動副與定平臺相連。

本發明與現有技術相比具有如下優點：結構簡單、動平臺的移動完全解耦，降低了控制的難度、動態性能好、加工裝配性簡單。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意簡圖。

具體實施方式

在圖1所示的一種兩自由度移動解耦并聯機器人機構的結構示意簡圖中，定平臺1通過兩分支和動平臺7相連接，第一分支中的連桿3的一端通過移動副2與定平臺相連，該連桿的另一端通過移動副4與另一個連桿5相連，該連桿的另一端通過移動副6與動平臺相連；第二分支中的連桿9的一端通過移動副8與動平臺相連，該連桿的另一端安裝有轉動副10，該轉動副的回轉軸線上裝有另一個連桿11，該連桿的另一端通過轉動副12與定平臺相連。轉動副12和轉動副10的回轉軸線保持平行，與移動副8的方向垂直。