[實用新型]一種低運動質量的空間三自由度并聯機構

有效

• 申請號: 201821758856.5
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN208930245U
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 張俊;許濤;方漢良;詹鵬飛;湯騰飛
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;陸帥

本實用新型涉及一種低運動質量的空間三自由度并聯機構，包括機架、運動平臺、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈以及第四支鏈，運動平臺經第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈與機架連接在一起，自機架到運動平臺，第一支鏈相繼分布有移動副、轉動副和球副；第二支鏈相繼分布有移動副、虎克鉸和轉動副；第三支鏈相繼分布有移動副、轉動副和球副；第四支鏈相繼分布有移動副、虎克鉸和轉動副，本并聯機構結構簡單，設計合理，具有模塊化程度高、承載能力強、運動質量低等特點，即可作為獨立模塊實現兩轉動一平動的動作，亦可通過串接不同形式的末端執行器實現多種形式的混聯機床，在高速、精密以及高剛度加工領域都有著廣泛的應用前景。

技術領域

本實用新型涉及一種低運動質量的空間三自由度并聯機構。

背景技術

少自由度并聯機構，特別是具有兩轉動一平動（2R1T）的三自由度并聯機構，憑借其結構簡單、緊湊、易于實現控制以及制造成本相對較低等優點，已然成為機器人領域的一大研究熱點。鑒于2R1T并聯機構所具有良好的定位精度、結構剛度、加工性能以及動力學性能，大量的五自由度混聯機器人采用了這類機構串接具有兩自由度轉動頭或兩自由度x-y移運動平臺的設計方案，其中最具代表性的有：專利WO2006054935中提出的Exechon機構、專利US4732525中提出的Tricept機構、專利CN1524662A中提出的TriVariant機構等。

在這些2R1T并聯機構中，機構剛度和靈巧度低，機構較為復雜，而且運動構件數較多，維護成本高，操作復雜、繁瑣。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種低運動質量的空間三自由度并聯機構。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種低運動質量的空間三自由度并聯機構，包括機架、運動平臺、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈以及第四支鏈，運動平臺經第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈與機架連接在一起，第一支鏈為PRS型運動支鏈，第二支鏈為PUR型運動支鏈，第三支鏈為PRS型運動支鏈，第四支鏈為PUR型運動支鏈；自機架到運動平臺，第一支鏈相繼分布有移動副、轉動副和球副；第二支鏈相繼分布有移動副、虎克鉸和轉動副；第三支鏈相繼分布有移動副、轉動副和球副；第四支鏈相繼分布有移動副、虎克鉸和轉動副。

進一步的，所述機架包括底板，底板上固定安裝有兩個豎桿，兩個豎桿經前后側面經兩個橫桿相連接，兩個橫桿通過一縱桿相連接，縱桿下側面設置有縱向導軌，豎桿內側面豎直設置有豎向導軌，第一支鏈、第三支鏈的移動副分別連接兩側的豎桿內側的豎向導軌，第二支鏈、第四支鏈的移動副分別連接縱桿下側面的縱向導軌。

進一步的，所述第一支鏈包括第一滑塊、第一連桿、第一球副，第一滑塊與第一連桿一端鉸接形成第一轉動副，第一球副與第一連桿另一端相連接，第一滑塊與豎向導軌配合形成第一移動副，第一移動副作為機構的主動運動副，第一球副與運動平臺相連接，組成PRS型運動支鏈，當第一移動滑塊在與之相配合的豎向導軌上運動時，使通過第一轉動副連接的第一連桿相對機架發生運動。

進一步的，所述第二支鏈包括依次連接的第二滑塊、第一虎克鉸、第二連桿、第二轉動副，第二滑塊、第二連桿分別與第一虎克鉸兩個連接端鉸接，第二滑塊與縱向導軌配合形成第二移動副，第二移動副作為機構的主動運動副，第二轉動副與運動平臺相連接，組成PUR型運動支鏈，當第二滑塊在與之相配合的縱向導軌上運動時，使通過第一虎克鉸連接的第二連桿相對機架發生運動。

進一步的，所述第三支鏈包括第三滑塊、第三連桿、第二球副，第三滑塊與第三連桿一端鉸接形成第三轉動副，第二球副與第三連桿另一端相連接，第三滑塊與豎向導軌配合形成第三移動副，第三移動副作為機構的主動運動副，第二球副與運動平臺相連接，組成PRS型運動支鏈，當第三移動滑塊在與之相配合的豎向導軌上運動時，使通過第三轉動副連接的第三連桿相對機架發生運動。