[實(shí)用新型]一種大回轉(zhuǎn)的平面三自由度并聯(lián)平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820312492.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN208100367U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚建濤;陳新博;孫圓圓;崔錦泉;勾栓栓;林雪巖;李海利;周盼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00
• 代理公司: 秦皇島一誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

一種大回轉(zhuǎn)的平面三自由度并聯(lián)平臺(tái)，在兩個(gè)水平的機(jī)架之間設(shè)有一組豎直機(jī)架，兩個(gè)水平的機(jī)架上設(shè)有導(dǎo)軌C，在豎直機(jī)架的中部設(shè)有一組導(dǎo)軌A，在每根導(dǎo)軌A上分別滑動(dòng)連接有兩個(gè)滑塊A，在每個(gè)滑塊A的上部固定連接滑塊B，滑塊A和滑塊B垂直相連組成十字滑塊，十字滑塊為鋼質(zhì)材料。在平臺(tái)支撐模塊的導(dǎo)軌C上滑動(dòng)連接滑塊C，滑塊C上部通過螺釘固定在水平的機(jī)架上。在平臺(tái)支撐模塊的滑塊A上設(shè)有調(diào)整墊塊，調(diào)整墊塊固定連接下支架B。動(dòng)平臺(tái)為帶有同步帶輪的圓形平臺(tái)形式，選用鋁合金材料。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的360°回轉(zhuǎn)，高度較低，設(shè)計(jì)有平臺(tái)支撐模塊，承載力較大。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于并聯(lián)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及三自由度并聯(lián)平臺(tái)。

背景技術(shù)

1931年，Gwinnett開發(fā)了基于球面的并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺(tái)。1965年，著名學(xué)者 Stewart在其論文中首次詳細(xì)闡述了6-DOF平臺(tái)的機(jī)構(gòu)分析，并將其應(yīng)用于飛行模擬中。在國(guó)內(nèi)，燕山大學(xué)的黃真教授在1961年研制出我國(guó)第一臺(tái)六自由度并聯(lián)機(jī)器人樣機(jī)。隨后的幾十年里，隨著技術(shù)及理論的發(fā)展，并聯(lián)平臺(tái)的性能不斷改善。并聯(lián)平臺(tái)技術(shù)在軍工領(lǐng)域、航天艦船領(lǐng)域、民用領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。

并聯(lián)機(jī)構(gòu)按輸入形式分類可分為:線性驅(qū)動(dòng)輸入并聯(lián)機(jī)器人和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輸入并聯(lián)機(jī)器人。目前研究較多的是線性驅(qū)動(dòng)輸入的并聯(lián)機(jī)器人，這種類型的機(jī)器人位置逆解非常簡(jiǎn)單，且具有唯一性。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輸入型并聯(lián)機(jī)器人與線性驅(qū)動(dòng)輸入并聯(lián)機(jī)器人相比，具有結(jié)構(gòu)更緊湊、慣量更小、承載能力相對(duì)更強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但它的旋轉(zhuǎn)輸入運(yùn)動(dòng)形式?jīng)Q定了位置逆解的多解性和復(fù)雜性。

在并聯(lián)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，目前在并聯(lián)平臺(tái)上應(yīng)用廣泛的是選用多條獨(dú)立運(yùn)動(dòng)支鏈，多條運(yùn)動(dòng)支鏈獨(dú)立驅(qū)動(dòng)共同實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的自由度要求。例如對(duì)于平面3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，使用3-RRR機(jī)構(gòu)、3-RPR機(jī)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)2個(gè)移動(dòng)和1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)自由度。2017年，中國(guó)專利CN205889156U公開了一種三自由度平面柔性并聯(lián)平臺(tái)裝置，包括三個(gè)并聯(lián)分支、動(dòng)平臺(tái)及靜平臺(tái)，每個(gè)并聯(lián)分支包括電機(jī)、一根主動(dòng)桿及一根從動(dòng)桿，三個(gè)并聯(lián)分析共同運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。2017年，中國(guó)專利CN205915333U公開了一種過約束自平衡三自由度并聯(lián)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其包括基座、動(dòng)平臺(tái)、一個(gè)5桿閉環(huán)運(yùn)動(dòng)鏈和兩條結(jié)構(gòu)完全相同的驅(qū)動(dòng)分支，該三自由度并聯(lián)平臺(tái)是通過移動(dòng)副作為驅(qū)動(dòng)，三分支協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自由度要求。這種由多條運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成的并聯(lián)平臺(tái)難以實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的大角度回轉(zhuǎn)，針對(duì)目前這種并聯(lián)平臺(tái)的不足，并基于兩移一轉(zhuǎn)三自由度平臺(tái)的特點(diǎn)，提出了一種新型的同步帶驅(qū)動(dòng)的三自由度平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的大角度回轉(zhuǎn)，增大三自由度的工作空間。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的360°回轉(zhuǎn)，高度較低，承載力較大的大回轉(zhuǎn)的平面三自由度并聯(lián)平臺(tái)。

本實(shí)用新型主要包括有平臺(tái)支撐模塊、X向驅(qū)動(dòng)模塊和Y向驅(qū)動(dòng)模塊。其中，平臺(tái)支撐模塊由動(dòng)平臺(tái)、轉(zhuǎn)盤軸承、下支撐座、導(dǎo)軌A、十字滑塊、導(dǎo)軌 B、導(dǎo)軌C以及機(jī)架組成。在兩個(gè)水平的機(jī)架之間設(shè)有一組豎直機(jī)架，兩個(gè)水平的機(jī)架上設(shè)有導(dǎo)軌C，在豎直機(jī)架的中部設(shè)有一組導(dǎo)軌A，在每根導(dǎo)軌A上分別滑動(dòng)連接有兩個(gè)滑塊A，在每個(gè)滑塊A的上部固定連接滑塊B，滑塊A和滑塊B垂直相連組成十字滑塊，十字滑塊為鋼質(zhì)材料。滑塊B的上部滑動(dòng)連接在在導(dǎo)軌B上，導(dǎo)軌B與導(dǎo)軌A相互垂直。在導(dǎo)軌B的上部通過螺釘與下支撐座連接，下支撐座為方形平板，在下支撐座的上部設(shè)有動(dòng)平臺(tái)。