[發明專利]一種三移動一轉動的四自由度雙動平臺并聯機構

有效

• 申請號: 201210119221.1
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102689305A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 劉辛軍;王立平;陳祥;謝福貴
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于工業機器人領域，具體涉及一種三移動一轉動自由度的并聯機構。?

背景技術

在工業機器人領域，有一類機器人正吸引著很多學者和企業界越來越多的關注，即主要由并聯機構組成的并聯機器人。并聯機構相對于串聯機構，有著許多先天的特性，如結構簡單、剛度高、無誤差積累、運動部件質量小、易于實現高速運動等。其在某種程度上彌補了傳統串聯機器人的不足，在某些特定場合有非常大的用武之地，例如在某輕載工況下需要機器人末端執行器能高速高加速度的實現定位、抓取等動作，此時并聯機器人可更好的發揮其自身優勢。總之，由并聯機構組成的工業機器人具有較高的研究價值，其應用前景值得期待，為此本發明旨在設計一種能實現輕載、高速、高加速運動的易于準確定位的并聯機構。?

美國專利文獻US20090019960和EP1084802公開了一種上下伸縮式三平一轉并聯機構，包括固定機架、四個主動支鏈和一個動平臺，每條支鏈包括主動桿和隨動桿兩部分。其中主動桿一端與固定機架通過一個轉動鉸鏈或移動副相連接，另一端通過兩個旋轉鉸鏈與隨動桿的一端連接；隨動桿的另一端通過兩個旋轉鉸鏈與動平臺連接，從而保證機構的平動；動平臺由四個部件組成，其中兩個部件需相互平行，另外兩個部件與前述兩個相互平行的部件通過轉動鉸鏈連接，通過部件之間的相互轉動可實現繞垂直于動平臺的軸線的轉動自由度，同時配以相應的放大機構可擴大轉角范圍。上述機構相對巧妙的實現了機構的三個移動自由度和一個轉動自由度，但其存在的局限性在于：該機構動平臺的多個部件處于同一個平面內，使動平臺的尺寸較大，結構不緊湊，并且放大機構增加了動平臺的重量，不利于提高機構效率和動態性能。?

中國專利文獻CN102161201A公開了一種上下伸縮式的四自由度并聯機構，如圖1所示，包括包括固定架01、動平臺以及對稱設置在固定架與動平臺之間的四組結構相同的支鏈，每個支鏈包括一個近架桿02，和兩個相互平行的遠架桿04a，和04b，所述的動平臺包括上平臺05和下平臺07，兩者間通過至少三個連桿組導向機構06和一個絲杠結構連接，所述的連桿組導向機構包括與上平臺05鉸接的上連桿和與下平臺07鉸接的下連桿，所述的絲杠機構包括固定在上平臺05上的絲杠螺母和與其轉動連接的絲杠，絲杠由安裝在所述下平臺上的軸承支承。該機構通過驅動裝置08驅動四個支鏈可以完成三個移動自由度，?并且可通過絲杠機構和連桿組導向機構將上、下平臺沿共軸線方向的相對移動轉化為絲杠繞其軸線的轉動，實現絲杠末端固結的末端執行器的一轉動自由度。該機構具有并聯機構的一些優點，同時也存在一定的局限，例如，其連桿組導向機構在運動過程中會向外支出，使得動平臺結構不夠緊湊，且其中的絲杠機構傳動精度高，但對使用環境有較高要求，其作為相對較薄弱環節，如在惡劣工況下，使用壽命將受到限制。?

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題，提供了一種新的三移動一轉動的四自由度雙動平臺并聯機構，該機構的動平臺結構更加緊湊，傳動機構更加合理巧妙，連接機構更加優化，受力更加均勻，使用壽命長，其工業應用背景更值得期待。?