[發明專利]一種用于板塊拼接的七自由度?三支鏈并聯對稱機構

有效

• 申請號: 201510626821.0
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105328693B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 曾令斌;付成龍;馮瑞;秦禮;張玲瑄;劉天明;彭福軍;陳萌
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B23P19/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及并聯機構學領域，特別涉及一種用于板塊拼接的七自由度-三支鏈并聯對稱機構。

背景技術

針對地面或空間任務中將大量板塊單元拼接為大面積-大跨度的平面、拋物面或其他目標曲面的任務需求，當前一般采用專用工裝、機械臂或多臂機器人實現板塊的拾取和定位調節。(1)采用專用工裝可以實現高精度、高剛度的定位調節，但需要隨拼接進程不斷重復“移動工裝-在新的拼接工位重新定位工裝”這一操作，或者將已組裝好整體結構重新進行位姿調節以取代工裝的移動，上述過程顯然會導致拼接效率低，重新定位工裝的系統結構復雜。(2)采用特殊設計的機械臂或多臂機器人可以實現機器人本體在不同拼接工位的移動，但由于串聯機構的精度、剛度較并聯機構差，難以在輕量化設計的前提下同時滿足亞毫米級的高精度、高剛度拼接要求。(3)采用現有的多種多樣的并聯機構(如steward平臺，delta機構等)可以實現高精度、高剛度的定位調節，但存在如下弱點：一方面其動平臺的運動包絡小難以滿足大面積板塊結構(直徑大于3米)的拾取、移動和定位操作，另一方面也不具備在不同板塊之間移動行走的功能。

目前的文獻和產品中沒有集移動-定位功能于一體的，可實現高精度-高剛度-高效率板塊拼接的執行機構。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于板塊拼接的七自由度-三支鏈并聯對稱機構，以解決現有的板塊拼接機構運動包絡小一級不具備不同板塊間移動功能的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種用于板塊拼接的七自由度-三支鏈并聯對稱機構，包括上平臺、下平臺、連接所述上平臺及下平臺的三支鏈；

所述三支鏈包括第一支鏈、第二支鏈及第三支鏈，第三支鏈的兩端分別與并聯的第一支鏈及第二支鏈的兩端相連，其中，第一支鏈由依次相連的第一球副、平移副、第二球副組成，第二支鏈的結構與第一支鏈相同，第三支鏈由依次相連的第一旋轉副、第二旋轉副、第三旋轉副、第四旋轉副及第五旋轉副組成，其中，第一球副、第二球副結構相同，第一旋轉副、第二旋轉副、第三旋轉副、第四旋轉副及第五旋轉副結構相同；

所述上平臺及下平臺分別位于第一支鏈及第二支鏈的兩端，所述上平臺及下平臺關于所述三支鏈的中心截面鏡像對稱，所述上平臺的中心法線方向上設有上旋轉副，所述下平臺的中心法線方向上設有下旋轉副；

其中，所述上旋轉副及下旋轉副上設有用于拾取板塊的末端工具。

較佳地，所述平移副與直線電機相連，由直線電機驅動；所述第一旋轉副、第三旋轉副、第五旋轉副分別與旋轉電機相連，由旋轉電機驅動；所述上旋轉副及下旋轉副分別與旋轉電機相連，由旋轉電機驅動。

較佳地，所述第一支鏈、第二支鏈關于上旋轉副軸線與下旋轉副軸線構成的平面鏡像對稱。

較佳地，所述上旋轉副軸線延長線穿過第二旋轉副的中心，下旋轉副軸線延長線穿過第四旋轉副的中心。

較佳地，所述末端工具為磁吸式末端工具、負壓式末端工具、兩指/三指/四指鉗夾式末端工具。

本發明提供的用于板塊拼接的七自由度-三支鏈并聯對稱機構具有以下技術效果：

1)通過三支鏈并聯機構實現高精度和高剛度要求；

2)通過上平臺、下平臺之間的兩重鏡像對稱設計，在不增加系統復雜性的條件下實現連續、高效的移動和定位。

附圖說明

圖1為本發明優選實施例提供的七自由度-三支鏈并聯對稱機構斜視圖；

圖2為本發明優選實施例提供的七自由度-三支鏈并聯對稱機構的幾何關系示意圖。

具體實施方式

為更好地說明本發明，茲以一優選實施例，并配合附圖對本發明作詳細說明，具體如下：