[發明專利]一種具備五維運動的并聯機構

有效

• 申請號: 201811007165.6
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN108942891B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 傘紅軍;陳久朋;伍星;陳明方;王學軍;賀瑋
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 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

本發明公開了一種具備五維運動的并聯機構，包括定平臺、動平臺、四條復雜支鏈，四條復雜支鏈由復雜支鏈Ⅰ、復雜支鏈Ⅱ、復雜支鏈Ⅲ、復雜支鏈Ⅳ組成；所述定平臺與動平臺通過四條復雜支鏈連接，四條復雜支鏈的復合運動構成了動平臺的輸出運動。本發明所構建的五維運動的并聯機構其運動性能好，且使用平行四邊形機構和子并聯機構使得該機構的強度和剛度均較好，其能實現空間三維平動和二維轉動，可用于工業復雜曲面的加工和焊接作業，是一種新型的并聯機構，可以為加工制造提供幫助。

技術領域

本發明涉及一種具備五維運動的并聯機構，屬于并聯機器人技術領域。

背景技術

由于德國工業4.0的提出，讓世界上許多國家都意識到科學技術在人們生活中扮演者越來越重要的作用。現在我們已經進入到機器人2.0時代，美國和德國等發達國家正在通過機器人來率先實現第四次工業革命，中國則提出在《中國制造2025》也力求加入到各國的競爭中倆。并聯機器人因為其輸入誤差不累積，剛度和強度較大，因此得到了業內的任何，也成為了機器人發展的難點和熱點。對并聯機構來說，雖然研究的成果比較多，然而對機器人結構的創新一直以來備受人們關注，我國在這方面也做出了巨大貢獻。例如：燕山大學的黃真教授應用螺旋理論綜合出許多并聯機構，也得到了廣泛的運用。而學者楊廷力提出了方位特征集的概念，基于此也發展了許多的并聯機器人。楊廷力提出并聯機構的創新主要來自兩個方面，一個方面是進行不同運動副構成不同的支鏈，即提出新支鏈，另一方面是進行不同的支鏈組合。

因為五自由度的并聯機構在國際上依然研究不多，為了增加該類型的機構，也為優選機構作參考，有必要構建三維移動和兩維轉動的五維并聯機構，以通過其實現空間復雜曲面的加工，并將其運用于其他工業領域。

發明內容

本發明提供了一種具備五維運動的并聯機構，通過四條復雜支鏈連接動、定平臺構成，能夠實現空間三維移動和二維轉動，可用于空間復雜曲面的加工。

本發明的技術方案是：一種具備五維運動的并聯機構，包括定平臺N、動平臺M、四條復雜支鏈，四條復雜支鏈由復雜支鏈Ⅰ、復雜支鏈Ⅱ、復雜支鏈?Ⅲ、復雜支鏈Ⅳ組成；

所述定平臺N與動平臺M通過四條復雜支鏈連接，四條復雜支鏈的復合運動構成了動平臺M的輸出運動；

所述復雜支鏈Ⅰ和復雜支鏈Ⅱ結構相同，兩者均對動平臺M產生三維移動和兩維轉動的作用；

所述復雜支鏈Ⅲ和復雜支鏈Ⅳ結構相同，兩者均對動平臺M產生三維移動和兩維轉動的作用。

所述復雜支鏈Ⅰ和復雜支鏈Ⅱ內含一個由四個轉動副構成的平行四邊形機構，復雜支鏈Ⅲ和復雜支鏈Ⅳ內含三維移動機構；

所述四條復雜支鏈一端的運動副分別與定平臺N連接，四條復雜支鏈另一端的運動副分別與動平臺M的四個角連接，四條復雜支鏈不相交，位于動平臺M上的四個運動副為轉動副且轉動副的軸線相互平行，位于定平臺N上的復雜支鏈Ⅰ、復雜支鏈Ⅱ的運動副為轉動副或移動副且運動副的軸線相互平行且與位于動平臺M上的四個運動副軸線垂直。

所述復雜支鏈Ⅰ由轉動副R11、轉動副R12、轉動副R13、轉動副R14、由四個轉動副構成的具備一維移動的平行四邊形機構ABCD、第一連接桿1、第二連接桿2組成，平行四邊形機構由轉動副A、轉動副B、轉動副C、轉動副D構成；轉動副R11能由移動副代替；

其中第一連接桿1一端通過轉動副R11與定平臺N相連，第一連接桿1另一端通過轉動副R12與平行四邊形機構ABCD一條邊相連，平行四邊形機構ABCD另一對邊通過轉動副R13與第二連接桿2一端相連，第二連接桿2另一端通過轉動副R14與動平臺M連接；轉動副R11、轉動副R12、轉動副R13軸線平行，轉動副R14軸線與轉動副R13軸線垂直。

所述復雜支鏈Ⅲ由具備空間三維移動的子并聯機構Y串聯兩個相互垂直的轉動副R310和轉動副R311構成；所述子并聯機構Y由三條支鏈和子動平臺Q組成；