[發明專利]一種完全解耦三移一轉并聯機器人機構

無效

• 申請號: 201510257093.0
• 申請日: 2015-05-19
• 公開（公告）號: CN104875186A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 曹毅;陳海;秦友蕾;丁銳;汪選要
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明屬于并聯機器人領域，具體涉及到一種完全解耦三移一轉并聯機器人機構。

背景技術

并聯機構是指由若干條支鏈連接定平臺和動平臺的一類機構，與傳統的串聯機構相比，并聯機構具有一些獨特的優點，如承載能力高、剛度相對較強、慣性相對較小、具有較高的動態性等。因此并聯機構被廣泛應用于工業、航天、農業等領域中，其中Delta機構在工業上已得到廣泛應用。

串聯機構的正解容易，串聯機構的控制簡單，在工業上的應用非常廣泛。并聯機構的結構較復雜，其正解相對較難，所以并聯機構的控制問題阻礙了并聯機構的應用發展。

并聯機構是由若干條支鏈連接定平臺和動平臺組成的，所以其機構會比串聯機構更復雜，也會帶來機構剛性低，結構不穩定的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種完全解耦三移一轉并聯機器人機構，解決目前并聯機構存在的解耦性難、結構不穩定、剛性差的問題。

本發明是由定平臺1、動平臺7、四條支鏈組成；支鏈一的圓柱副2的轉動軸線方向、轉動副3和轉動副4的轉動軸線方向相同，且與動平臺7的轉動軸線方向相同，轉動副5的轉動軸線方向和轉動副6的轉動軸線方向相同，且垂直于圓柱副2的轉動軸線方向；支鏈二中轉動副8和轉動副9的轉動軸線方向相同，垂直于動平臺7的轉動方向，圓柱副10、轉動副11和轉動副12的轉動軸線方向相同，與動平臺7的轉動軸線方向相同；支鏈三中圓柱副13的軸線方向與動平臺的轉動方向相同，移動副14和移動副15的移動方向不共線，且均垂直于圓柱副13的軸線方向；支鏈四中轉動副16、17的轉動軸線方向與動平臺的轉動軸線方向相同，移動副18的移動方向與動平臺的移動方向相同，移動副19的移動軸線方向轉動副16、17的轉動軸線方向垂直，且與移動副15的移動軸線方向相垂直。

本發明與其他技術相比，優點為：(1)本發明專利公開了一種完全解耦四自由度并聯機器人機構，實現了三移一轉四自由度運動，機構采用獨立驅動支鏈理論，具有完全解耦的特點，同時機構的四條支鏈分別控制機構的四個輸出自由度，簡化了機構的復雜度，增加了機構的穩定性。(2)機構采用2R平行子鏈代替一般機構的移動驅動，機構支鏈中盡量采用鉸鏈連接，使得機構具有結構簡單緊湊，剛性好的特點。(3)本發明中提供給四條分支的驅動直接安裝在機架上，可以增加機構運動的穩定性，提高機構運動的速度和精度，使得機構的可操作性和可實現性大大增強。

附圖說明：

圖1為本發明的結構示意圖

具體實施方式：

如圖1中所示，一種完全解耦三移一轉并聯機器人機構，由定平臺1、動平臺7、四條支鏈組成；支鏈一的圓柱副2的轉動軸線方向、轉動副3和轉動副4的轉動軸線方向相同，且與動平臺7的轉動軸線方向相同，轉動副5的轉動軸線方向和轉動副6的轉動軸線方向相同，且垂直于圓柱副2的轉動軸線方向；支鏈二中轉動副8和轉動副9的轉動軸線方向相同，垂直于動平臺7的轉動方向，圓柱副10、轉動副11和轉動副12的轉動軸線方向相同，與動平臺7的轉動軸線方向相同；支鏈三中圓柱副13的軸線方向與動平臺的轉動方向相同，移動副14和移動副15的移動方向不共線，且均垂直于圓柱副13的軸線方向；支鏈四中轉動副16、17的轉動軸線方向與動平臺的轉動軸線方向相同，移動副18的移動方向與動平臺的移動方向相同，移動副19的移動軸線方向轉動副16、17的轉動軸線方向垂直，且與移動副15的移動軸線方向相垂直。由轉動副3和轉動副4，轉動副5和轉動副6，轉動副8和轉動副9，轉動副11和轉動副12，轉動副16和轉動副17均是由轉動副構成的一個2R平行子鏈，這種2R子鏈之間不能含有其它運動副。其中圓柱副2的移動方向、轉動副12、移動副15、移動副19為輸入驅動，且其直接與固定基座相連，實現了機構的三維移動和一維轉動運動。