[發明專利]少自由度并聯機構

在審

• 申請號: 201811375351.5
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109605328A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 裴旭;王冠雄
• 申請（專利權）人: 北航（天津武清）智能制造研究院有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張子青;劉芳

本發明提供一種少自由度并聯機構，包括：底座、動平臺和多條運動支鏈；所述運動支鏈包括驅動部件、支撐部件、虎克鉸和螺旋副；所述驅動部件的第一端通過所述運動支鏈的第一轉動副和所述底座連接，所述驅動部件的第二端設置有輸出軸，所述驅動部件驅動所述輸出軸，以使所述輸出軸與所述驅動部件的外殼發生相對旋轉運動，形成所述運動支鏈的第二轉動副；所述支撐部件的第一端與所述驅動軸連接，所述支撐部件在所述輸出軸的帶動下在所述運動支鏈的軸線方向上發生位移運動，形成所述運動支鏈的螺旋副；所述支撐部件的第二端通過所述虎克鉸與所述動平臺連接。本發明提供的并聯機構，減少了并聯機構的成本的同時獲得更大的實際工作空間。

技術領域

本發明涉及機器人領域，尤其涉及一種少自由度并聯機構。

背景技術

少自由度并聯機構由于在并聯機構領域成為新的研究熱點，其驅動元件少、建構簡單、控制方便，具有較高的實用價格，可以在多種場景下運用，例如：醫用機器人、飛行模擬器等。

現有的少自由度并聯機構，以3-RPS(Revolute pair Prismatic pair Sphericalpair，簡稱3-RPS)并聯機構為代表的兩轉一移并聯機構最為出名。3-RPS并聯機構，通常具有三條相等的運動支鏈，每條運動支鏈均由轉動副、移動副和球副構成。在此結構下，3-RPS并聯機構具有兩轉動、一移動共三個自由度。

然而，3-RPS并聯機構中的球副為關鍵的運動副，其精度要求高、加工困難、可用型號少，提高了并聯機構的成本。并且，球副在實際應用中有效運動范圍較小，使得3-RPS并聯機構的實際工作空間一般比理論工作空間小得多。

發明內容

本發明提供一種少自由度并聯機構，以解決少自由度并聯機構成本高，實際工作空間小的問題。

本發明提供一種少自由度并聯機構，包括：

底座、動平臺和多條運動支鏈；

所述運動支鏈包括驅動部件、支撐部件、螺旋副和虎克鉸；

所述驅動部件的第一端通過所述運動支鏈的第一轉動副和所述底座連接，所述驅動部件的第二端設置有輸出軸，所述驅動部件驅動所述輸出軸，以使所述輸出軸與所述驅動部件的外殼發送相對旋轉運動，形成所述運動支鏈的第二轉動副；所述輸出軸為帶有螺紋的絲杠；

所述支撐部件的第一端與所述驅動軸連接，所述支撐部件在所述輸出軸的帶動下在所述運動支鏈的軸線方向上發生位移運動，并與所述驅動部件的外殼發生相對旋轉運動，所述位移運動和所述相對旋轉運動相互耦合，以使所述支撐部件形成所述運動支鏈的螺旋副；

所述支撐部件的第二端通過所述虎克鉸與所述動平臺連接。

可選的，還包括：滑動軸承；

所述滑動軸承套接在所述支撐部件上，以使所述螺旋副發生可控耦合運動。

可選的，還包括：絲杠螺母；

所述絲杠螺母的第一端套接在所述輸出軸上，所述絲杠螺母的第二端與所述支撐部件的第一端連接；

所述絲杠螺母用于將所述支撐部件固定在所述輸出軸上；

所述絲杠螺母還用于與所述絲杠配合，驅動所述支撐部件在所述運動支鏈的軸線方向上發生位移運動，以及與所述驅動部件的外殼發送相對旋轉運動。

可選的，所述絲杠螺母的第一端套接在所述輸出軸上，包括：

所述絲杠螺母的第一端設置第一螺紋孔，所述輸出軸穿設在所述第一螺紋孔內。

可選的，所述絲杠螺母的第二端與所述支撐部件的第一端連接，包括：

所述絲杠螺母的第二端設置一個圓柱形凸起；