[發明專利]一種高速五自由度并聯機械手

無效

• 申請號: 201210514822.2
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102975203A
• 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: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08
• 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

1.一種高速五自由度并聯機械手，包括固定架（2）、動平臺（7）、兩自由度手腕（12）以及布置在所述固定架（2）與動平臺（7）之間的五條結構相同的支鏈；

所述固定架（2）上固接有五個驅動裝置（1）；所述每條支鏈包括近架桿（3）、兩個平行且等長的遠架桿、一個上連接軸(4)和一個下連接軸(6)；

每條支鏈中，所述近架桿（3）的一端與固定于所述固定架（2）上的一驅動裝置（1）的輸出端固定連接，該驅動裝置（1）為近架桿（3）提供一個轉動或移動自由度；所述近架桿(3)的另一端與所述上連接軸（4）固連；所述兩個平行的遠架桿的一端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所述下連接軸（6）球鉸接；每條支鏈中的所述下連接軸、所述上連接軸和所述兩個平行布置且等長的遠架桿構成一平行四邊形結構；

其特征在于：

所述動平臺（7）包括一個中心板（8）、兩組分角齒輪組和四個連桿；每組分角齒輪組包含一個中心錐齒輪和兩個分角錐齒輪；所述中心錐齒輪與所述中心板（8）轉動連接，所述中心錐齒輪的軸線和轉動軸線重合；所述分角錐齒輪與中心板（8）轉動連接，兩個分角錐齒輪的軸線與所述中心錐齒輪的軸線垂直交于一點，兩分角錐齒輪布置于中心錐齒輪兩側且與中心錐齒輪嚙合；

所述動平臺（7）上還設有一固定連桿，所述固定連桿和上述四個連桿在所述中心板（8）上呈徑向均布，所述四個連桿的一端分別與兩組分角齒輪組中的分角錐齒輪的轉動軸固接，所述固定連桿的一端與所述中心板（8）固接，所述四個連桿和固定連桿的另一端分別與五條結構相同的支鏈中的五個下連接軸固接；

所述兩自由度手腕（12）固接于所述中心板（8）上，兩自由度手腕（12）周圍布置兩組齒輪傳動機構，每組齒輪傳動機構包含相互嚙合的一大齒輪和一小齒輪，每組齒輪傳動機構中的大齒輪分別與所述動平臺（7）中每組分角齒輪組的中心錐齒輪同軸設置，所述小齒輪與兩自由度手腕的一輸入軸固接，且同軸設置；所述兩組齒輪傳動機構為所述兩自由度手腕（12）提供兩個動力輸入，實現所述兩自由度手腕（12）的二維可控轉動；

在五個驅動裝置（1）的驅動作用下，五條結構相同的支鏈中的下連接軸（6）運動，進而帶動動平臺（7）產生三維平動運動，與此同時，四個下連接軸通過分角齒輪組帶動所述中心錐齒輪相對中心板轉動；從而，動平臺既可以有三個方向的平動自由度，同時又具有兩個局部轉動自由度，利用兩自由度手腕周圍布置的兩組齒輪傳動機構將上述兩個局部轉動自由度轉化為兩自由度手腕的二維可控轉動。