[實用新型]一種2PRU-2PUR三自由度冗余驅動并聯機構

有效

• 申請號: 201920468741.0
• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN210161139U
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 李翔毅;葉偉;李秦川;于雅雯;胡佳鑫
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 王之懷;王洪新

本實用新型屬于機器人技術領域。目的是提出一種能夠高速加工復雜曲面類零件的2PRU?2PUR三自由度冗余驅動并聯機構。技術方案是：一種2PRU?2PUR三自由度冗余驅動并聯機構，其特征在于：該機構包括殼狀基座、帶有電主軸的動平臺以及連接在殼狀基座與動平臺之間的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈和第四支鏈，其中第一支鏈與第二支鏈結構完全相同，第三支鏈與第四支鏈結構完全相同；所述第一支鏈、第三支鏈、第二支鏈和第四支鏈依序環繞布置在動平臺的四周，動平臺中心用于安裝電主軸和刀具。

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域，具體涉及一種能夠實現空間曲面自由加工2PRU-2PUR三自由度冗余驅動并聯機構。

背景技術

傳統數控機床的機械結構大多采用串聯形式，這種串聯結構形式使得其運動輸出端容易產生累積誤差、整體剛度不高、運動慣量大以及動態響應特性差。相比而言，上世紀90年代出現的基于并聯機構的新型機床具有結構緊湊、剛度高、無誤差積累、運動部件質量小、易于實現高速運動以及具有較高的動態響應特性等優點，在一定程度上彌補了傳統數控機床的不足，迎合了機械加工領域對高速切削的需求，得到了廣泛關注。然而，并聯機床也有其先天的局限性，尤其是六自由度全并聯機床，其運動耦合性強、工作空間小、運動學復雜以及數控編程復雜等缺點限制了并聯機床的廣泛推廣應用。隨著并聯機構的應用以及并聯機構學的不斷發展進步，少自由度并聯機構越來越受到研究者的重視和青睞。相對于全并聯六自由度機構而言，少自由度并聯機構具有運動學簡單、耦合性弱、容易模塊化等優點，一些少自由度并聯機構已經在工業領域中得到了成功應用。

現有的并聯機構實用新型專利(如CN 101066593 A、CN 106903677 A、CN107175654 A)，大多機構內部鉸鏈數過多，影響加工精度，且結構復雜，生產加工難。因此，提出一種加工性能好、生產加工容易的少自由度并聯機構十分有必要。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服上述背景技術中的不足，提出一種能夠高速加工復雜曲面類零件的2PRU-2PUR三自由度冗余驅動并聯機構。

本實用新型提供的技術方案是：

一種2PRU-2PUR三自由度冗余驅動并聯機構，其特征在于：該機構包括殼狀基座、帶有電主軸的動平臺以及連接在殼狀基座與動平臺之間的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈和第四支鏈，其中第一支鏈與第二支鏈結構完全相同，第三支鏈與第四支鏈結構完全相同；

所述第一支鏈、第三支鏈、第二支鏈和第四支鏈依序環繞布置在動平臺的四周，動平臺中心用于安裝電主軸和刀具；

所述的第一支鏈和第二支鏈中：每個支鏈均依次包括連接于殼狀基座與動平臺之間的移動副、轉動副以及虎克鉸；每個支鏈中的轉動副的轉動軸線與移動副的軸線垂直、虎克鉸的第一轉動軸線與轉動副的轉動軸線平行；所述的第一支鏈和第二支鏈中：兩個移動副的導桿對稱布置在殼狀基座上，兩個轉動副的轉動軸線相互平行，兩個虎克鉸的第一轉動軸線共軸；

所述的第三支鏈和第四支鏈中：每個支鏈均依次包括連接于殼狀基座與動平臺的移動副、虎克鉸以及轉動副；每個支鏈中的轉動副的轉動軸線與虎克鉸的其中一條轉動軸線平行；

所述的第三支鏈和第四支鏈中：兩個轉動副的轉動軸線相互平行；兩個移動副的導桿對稱布置在殼狀基座上，且過兩個移動副的導桿軸線的平面，與過第一支鏈和第二支鏈中兩個移動副的導桿軸線的平面相互垂直。

所述四條支鏈的移動副的導桿軸線相互平行且水平布置，形成一橫截面為正方形的柱體。

所有驅動副為四條支鏈中的移動副，輸入驅動依靠伺服電機帶動滾珠絲杠驅動移動副實現。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型提出的并聯機構可以執行空間兩轉動一移動運動，該機構的空間結構高度對稱，減少了機構的奇異位形并改善了機構的力傳遞性能，可用于空間復雜曲面的高速加工。