[發(fā)明專利]一種具有兩移動(dòng)三轉(zhuǎn)動(dòng)五自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710540287.0
• 申請(qǐng)日: 2017-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN107336219B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲海波;柯德正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 董琪

本發(fā)明要解決的問題是克服背景技術(shù)存在的不足，提出了一種新的并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)在工作空間內(nèi)兩個(gè)移動(dòng)三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的位姿變換，該并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有克服機(jī)構(gòu)的奇異位形的能力并改善機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和力傳遞性能等優(yōu)點(diǎn)。該機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)圖如摘要附圖所示，由四條支鏈組件分布在定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)之間，包含中央對(duì)稱轉(zhuǎn)桿的兩條支鏈在結(jié)構(gòu)上完全一致，包含圓弧滑塊的兩條支鏈大致相同，僅滑塊的圓弧半徑不同，并且這兩支鏈在定平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩圓弧滑塊不會(huì)產(chǎn)生干涉。該兩移動(dòng)三轉(zhuǎn)動(dòng)五自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)在機(jī)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，易生產(chǎn)加工，可應(yīng)用于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的加工平臺(tái)、某些重要精密設(shè)備的位姿調(diào)整、仿真平臺(tái)等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計(jì)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有兩移動(dòng)三轉(zhuǎn)動(dòng)五自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有高剛度、高精度及大承載能力的優(yōu)點(diǎn)，目前對(duì)于并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型已有較多的研究，目前對(duì)于末端輸出六自由度和三自由度的研究居多，但是對(duì)于五自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，尤其是一些結(jié)構(gòu)新穎且實(shí)用性較強(qiáng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)卻不多。本文提出一種結(jié)構(gòu)新穎的五驅(qū)動(dòng)且末端輸出也是五自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可應(yīng)用于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)、某些重要精密設(shè)備的位姿調(diào)整、以及仿真平臺(tái)領(lǐng)域等。該新穎的五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)屬于冗余機(jī)構(gòu)，可以很好的克服奇異位形，因此可以避免由奇異點(diǎn)造成的工作空間的限制，增大了機(jī)構(gòu)的應(yīng)用范圍。因此，本文提出了一種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單但非常新穎、而且易于生產(chǎn)加工的兩移動(dòng)三轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服背景技術(shù)存在的不足，提出了一種新型并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工作平臺(tái)在空間兩個(gè)移動(dòng)三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的位姿變換，該并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有克服機(jī)構(gòu)的奇異位形并改善機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和力傳遞性能等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種五自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，該并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)包括：定平臺(tái)，中央對(duì)稱轉(zhuǎn)桿，動(dòng)平臺(tái)以及第一支鏈組件、第二支鏈組件、第三支鏈組件、第四支鏈組件。其中第一支鏈組件和第二支鏈組件結(jié)構(gòu)相似，組成結(jié)構(gòu)相同；第三支鏈組件和第四支鏈組件結(jié)構(gòu)相似，組成結(jié)構(gòu)相同。定平臺(tái)上包括第一圓弧滑軌和第二圓弧滑軌，第一圓弧滑軌(的半徑為第一半徑，第二圓弧滑軌的半徑為第一半徑，第一圓弧滑軌和第二圓弧滑軌同心不同半徑。

五自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)通過以上兩類支鏈組件，總共四條支鏈組件，四條支鏈組件分布在動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)之間，并同時(shí)將動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)連接起來。其中第三支鏈組件和第四支鏈組件成180°對(duì)稱分布，其結(jié)構(gòu)上完全一致。而第一支鏈組件和第二支鏈組件除了各自滑塊的滑動(dòng)半徑不同，其它桿件均一致，兩條支鏈組件在運(yùn)動(dòng)上互不干涉。

在本機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)副為第一支鏈組件中的滑塊與定平臺(tái)之間的圓弧移動(dòng)副，第二支鏈組件中的滑塊與定平臺(tái)之間的圓弧移動(dòng)副，中央對(duì)稱轉(zhuǎn)桿和定平臺(tái)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，以及第三支鏈組件和第四支鏈組件中的兩個(gè)移動(dòng)副，總共5個(gè)驅(qū)動(dòng)。動(dòng)平臺(tái)為末端執(zhí)行器，當(dāng)驅(qū)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)平臺(tái)做兩移動(dòng)三轉(zhuǎn)動(dòng)的五自由度運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果：

本發(fā)明提出的并聯(lián)機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上比較新穎，比較容易控制驅(qū)動(dòng)使動(dòng)平臺(tái)的位姿變換。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、易生產(chǎn)加工，減少了機(jī)構(gòu)的奇異位形并改善了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和力傳遞性能，可用于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)、某些重要精密設(shè)備的位姿調(diào)整、仿真平臺(tái)等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1兩移動(dòng)三轉(zhuǎn)動(dòng)五自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2第一支鏈組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3第二支鏈組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4第三支鏈組件和第四支鏈組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6中央對(duì)稱轉(zhuǎn)桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7定平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。