[發明專利]一種模塊化可重構柔索并聯機構實驗平臺

有效

• 申請號: 201410090629.X
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103831819A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 訾斌;朱華炳;孫輝輝;曾億山
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及一種柔索并聯機構實驗平臺，特別涉及一種能夠完成高負載、大工作空間起重吊裝作業任務的模塊化可重構柔索并聯機構實驗平臺。

背景技術

柔索并聯機構具有結構簡單、工作空間大、易拆裝、可重組、模塊化程度高、負載能力強、運動速度快以及價格低廉等特點。目前，各種自由度的柔索并聯機構在國內外都有廣泛的研究和應用。中國專利01127939.7公開了一種柔索驅動三自由度并聯機構，中國專利200910070056.3公開了一種二自由度柔索并聯機構，中國專利200910233341.2公開了一種實現三自由度采用混合驅動五連桿機構驅動的柔索并聯機構，中國專利201210552298.8公開了一種實現六自由度采用可動鉸鏈驅動組件的用于風洞試驗變結構柔索并聯機構。以上各種形式的柔索并聯機構，主要采用電機驅動柔索實現特定自由度的運動，但卻不能同時滿足實現各種不同自由度運動的并聯機構。

中國專利200910088558.9公開了一種可以實現多個自由度采用電機驅動的可重構式柔索并聯機器人及其驅動裝置。但由于該可重構式柔索并聯機器人及其驅動裝置僅采用電機驅動，并且機器人本體機架是由帶有滑槽的型材連接而成的正方體框體結構，因此，該可重構式柔索并聯機器人限制了實現柔索并聯機構完成高負載、大工作空間作業任務的能力。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種模塊類型豐富、組裝拆卸簡單靈活的模塊化可重構柔索并聯機構實驗平臺，以期實現各種不同自由度變參數柔索并聯，實現大負載運轉、高性能運動輸出，進行大范圍工作空間的操作實驗，用于方便地研究各種不同構型一到六自由度柔索并聯機構的運動學、動力學等性能。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明模塊化可重構柔索并聯機構實驗平臺的結構特點是：呈水平設置圓環形導軌，在所述圓環形導軌上設置二至六組可沿圓環形導軌移動、并可在豎向伸縮的柔索支柱，所述柔索支柱是在基座上呈直立設置可伸縮的液壓缸，在所述液壓缸的頂端設置有定滑輪，在所述基座上固定設置有卷揚機，柔索的一端由卷揚機卷放，另一端繞過所述定滑輪并連接在末端執行器的對應位置的連接點上，與所述柔索一一對應連接的各連接點分處在末端執行器的不同位置上；所述基座是以滑塊的形式與所述圓環形導軌滑動配合，所述基座可以在所述圓環形導軌上按圓環形軌跡移動；以所述末端執行器作為實現不同自由度的被控對象。

本發明模塊化可重構柔索并聯機構實驗平臺的結構特點也在于：

所述基座是由伺服電機通過變速箱帶動驅動輪在所述圓環形導軌上移動。

所述末端執行器設置為圓臺體，所述圓臺體具有相互平行的上臺面和下臺面；

所述柔索支柱設置為兩組或三組，對應設置在末端執行器上的各連接點均勻分布并共處在所述末端執行器的上臺面外圓周上。

所述柔索支柱設置為四組至六組，對應設置在末端執行器上的各連接點均勻分布并分處在末端執行器的上臺面外圓周面和下臺面外圓周面上，所述分處在上臺面外圓周面和下臺面外圓周面的各連接點在圓周位置上形成一一等距交錯。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明呈水平設置圓環形導軌，可在豎向伸縮的柔索支柱在圓環形導軌上模塊化設置，實現柔索并聯，柔索支柱可在圓環形導軌上按圓環形軌跡自由移動，完成大范圍工作空間的操作實驗，配合設置電液伺服驅動，能夠實現大負載運轉、高性能高精度運動輸出。

2、本發明最大化地利用各模塊，可以方便地開展各種不同組合構型一到六自由度變參數柔索并聯機構的設計、運動演示、力學特性研究等問題，對學習者掌握并聯機構相關知識具有重要意義，同時研究者可通過該實驗平臺驗證并聯機構學及液壓驅動系統中的相關理論。

3、本發明模塊結構簡單、組裝拆卸方便靈活、操作方便。

附圖說明

圖1為本發明模塊化可重構六自由度柔索并聯機構實驗平臺結構示意圖；

圖2為本發明模塊化可重構三自由度柔索并聯機構實驗平臺結構示意圖；

圖3為本發明模塊化可重構二自由度柔索并聯機構實驗平臺結構示意圖；

圖中標號：1末端執行器，2定滑輪，3液壓缸，4柔索，5液壓馬達，6減速機，7卷揚機，8導軌，9基座，10電磁制動器，11伺服電機，12變速箱，13驅動輪。

具體實施方式