[發明專利]三維平動二維轉動自由度的并聯機械手

無效

• 申請號: 201210513676.1
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102975197A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 王攀峰;趙學滿
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種三維平動二維轉動自由度的并聯機械手，包括固定架（2）、動平臺（7）以及設置在所述固定架（2）與動平臺（7）之間、且呈中心對稱布置的五條結構相同的支鏈；所述固定架（2）分別固接有五個驅動裝置（1）；

每條支鏈包括近架桿（3）和兩個平行且等長的遠架桿，所述近架桿（3）的一端與其中一個驅動裝置（1）的輸出軸固接，所述近架桿（3）另一端固接有上連接軸（4）；所述兩個平行的遠架桿的一端均分別與所述上連接軸（4）球鉸接，所述兩個平行的遠架桿的另一端分別與設置在所述動平臺（7）上的下連接軸（6）球鉸接；每條支鏈上的所述下連接軸（6）、所述上連接軸（4）和所述兩個平行的遠架桿構成一平行四邊形；

其特征在于：

所述動平臺（7）包括五個角板和五組連桿，所述五個角板分別將五組連桿順序連接成平面閉合環狀結構；其中，每組連桿包括兩個長度相同且平行布置的桿件，兩個桿件的兩端分別與兩個相鄰的角板用轉動副連接組成一組平面平行四邊形結構；由此，在所述動平臺（7）中形成有五組平面平行四邊形結構；

每條支鏈的下連接軸（6）分別固定在一角板（8）上；

其中兩個相鄰的兩組連桿、且位于所述平面閉合環狀結構的內或外同一側的兩個桿件的固定端設有一對相互嚙合的分角齒輪，每個分角齒輪的轉軸固定在該相鄰兩組連桿之間的角板上，上述兩個桿件、一個角板和相互嚙合的分角齒輪構成一分角機構；

在五條支鏈的驅動作用下，并且在所述分角機構和所述五組平面平行四邊形結構的運動限制作用下，所述動平臺（7）整體在空間內實現三維平動，且動平臺（7）自身在一個平面內做二自由度變形運動；

還包括一二自由度轉動機構，所述二自由度轉動機構由兩根拉絲、兩根橫梁連桿和一個二自由度機器人手腕（15）組成；所述兩根拉絲的一端分別與兩個角板固連，所述兩根拉絲的另一端分別與所述二自由度機器人手腕（15）的兩個輸入軸繞接；與兩根拉絲連接的兩個角板為相鄰位置、且與所述分角機構所在的角板相對；

兩個橫梁連桿的一端分別用轉動副與所述二自由度機器人手腕（15）連接，所述兩個橫梁連桿的另一端分別用轉動副與一角板連接；與兩個橫梁連桿連接的兩個角板為相間位置、且與所述分角機構所在的角板相鄰；

所述二自由度機器人手腕（15）的兩個輸入軸與兩個橫梁連桿之間分別安裝有一獨立的、用于使拉絲張緊的彈性裝置；

當所述動平臺（7）自身在平面內做二自由度變形運動時，每根拉絲為二自由機器人手腕的輸入軸提供一個動力輸入，使所述二自由度機器人手腕（15）實現二自由度轉動。