[實用新型]一種具有三維轉(zhuǎn)動的部分解耦球面并聯(lián)機構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820101493.1
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN207788948U
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設計）人: 夏昊;趙耀虹;李瑞琴;靳偉賀;郭旺旺;夭銀銀;樊曉琴;王秀嬌
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本實用新型涉及一種并聯(lián)工作臺與機器人關節(jié)的執(zhí)行機構，具體是一種具有三維轉(zhuǎn)動的部分解耦球面并聯(lián)機構。包括定平臺及三條相互連接并分別與定平臺連接的運動支鏈，三條運動支鏈中包括兩條結(jié)構相同的運動支鏈I和一條運動支鏈II；所述的運動支鏈I包括弧形桿I、滑塊和弧形桿II，滑塊與弧形桿II通過轉(zhuǎn)動副R1連接，弧形桿II與定平臺上的弧形桿I通過滑塊連接，滑塊能夠沿著弧形桿I相對滑動，弧形桿II頂端與轉(zhuǎn)動副R4相連；所述的運動支鏈II包括弧形桿III和弧形桿IV，弧形桿III和弧形桿IV通過轉(zhuǎn)動副R3相互連接，弧形桿III與定平臺通過轉(zhuǎn)動副R2相連接，弧形桿IV頂端與轉(zhuǎn)動副R4相連。本實用新型具有結(jié)構簡單、便于制造、安裝方便等特點。

技術領域

本實用新型涉及一種并聯(lián)工作臺與機器人關節(jié)的執(zhí)行機構，具體是一種具有三維轉(zhuǎn)動的部分解耦球面并聯(lián)機構。

背景技術

并聯(lián)機構與串聯(lián)機構相比，具有剛度大、負載能力強、相應快、精度高等優(yōu)點，在機械工業(yè)領域具有廣泛的應用。目前三轉(zhuǎn)動的并聯(lián)機構在康復醫(yī)療、加工制造、自動化裝備等領域應用較多，其可作為并聯(lián)工作臺以及機器人關節(jié)。但是現(xiàn)有球面并聯(lián)機構存在結(jié)構復雜、不便于制造等缺點。本發(fā)明設計了一種在空間具有三維轉(zhuǎn)動能力的部分解耦球面并聯(lián)機構，該機構結(jié)構簡單、部分解耦、便于制造、易于控制等優(yōu)點。

專利(201110189957.1)公開了一種球面并聯(lián)機構，結(jié)構為：由上動平臺、下靜平臺及連接上動平臺和下靜平臺的三條結(jié)構相同的支鏈組成，第一條支鏈上的圓弧形桿一和圓弧形桿二在一端以轉(zhuǎn)動副二聯(lián)接后，圓弧形桿一的另一端以轉(zhuǎn)動副一和下靜平臺聯(lián)接，圓弧形桿二的另一端以轉(zhuǎn)動副三和連接桿聯(lián)接；而連接桿的另一端又與圓弧形桿三的一端以轉(zhuǎn)動副四聯(lián)接，圓弧形桿三的另一端則以轉(zhuǎn)動副五和上動平臺聯(lián)接；圓弧形桿一和圓弧形桿二上的三個轉(zhuǎn)動副軸線必須相交于一點，而圓弧形桿三的二端的二個轉(zhuǎn)動副軸線也必須相交于轉(zhuǎn)動中心點。進一步，每條支鏈上與上動平臺聯(lián)接的圓弧形桿的二端的二個轉(zhuǎn)動副，三條支鏈共六個轉(zhuǎn)動副的軸線必須相交于轉(zhuǎn)動中心點。此機構能夠?qū)崿F(xiàn)在空間內(nèi)的三維轉(zhuǎn)動，但是該機構每條支鏈所需轉(zhuǎn)動副較多，不便于安裝，耦合性強。

專利(201210445835.9)公開了一種具有對稱結(jié)構且無伴隨運動的并聯(lián)機構，結(jié)構為：定、動兩平臺和連接這兩平臺的三條結(jié)構完全相同的活動分支，每條活動分支均由一個與定平臺相連的定平臺移動副、一個與動平臺相連的動平臺移動副以及連接定平臺移動副和動平臺移動副的一個三自由度球面子鏈構成，該球面子鏈包含三個軸線匯交于一點的轉(zhuǎn)動副，其交點為分支中心點；上述三條分支的中心點構成一個中間平面，上述定、動兩平臺關于該中間平面對稱，上述定平臺移動副和動平臺移動副分別與定、動兩平臺傾斜布置。但該技術中每條支鏈中均具有二個移動副，導致承載能力不高。定、動兩平臺和連接這兩平臺的三條結(jié)構完全相同的活動分支，每條活動分支均由一個與定平臺相連的定平臺移動副、一個與動平臺相連的動平臺移動副以及連接定平臺移動副和動平臺移動副的一個三自由度球面子鏈構成。該機構能實現(xiàn)三自由度轉(zhuǎn)動，但是每條支鏈上都有兩個移動副，降低了該機構的負載能力。

專利(201620231506 .8)公布了一種大工作空間球面兩轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構，結(jié)構包括：定平臺、動平臺，連接動、定平臺的四條運動支鏈。每條運動支鏈均由下連桿、中連桿和上連桿組成，下連桿與定平臺通過轉(zhuǎn)動副或球面副連接，上、中連桿通過轉(zhuǎn)動副連接，中、下連桿通過轉(zhuǎn)動副連接，上連桿與動平臺通過轉(zhuǎn)動副或球面副連接；四條運動支鏈之間通過四條耦合連桿和一條中心連桿相互連接，耦合連桿一端與運動支鏈中的中連桿固連，另一端與中心連桿通過轉(zhuǎn)動副連接。該機構能夠?qū)崿F(xiàn)空間內(nèi)二維轉(zhuǎn)動，但是支鏈過多，會造成安裝與制造的困難。

另外，現(xiàn)有的球面并聯(lián)機構的支鏈結(jié)構較為復雜，會造成制造及安裝的困難，且存在耦合嚴重的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為了解決上述問題，提供一種具有三維轉(zhuǎn)動的部分解耦球面并聯(lián)機構。