[發(fā)明專利]多自由度平移運(yùn)動的柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010047931.2
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111203857B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐凱;劉旭;陳煜陽;吳中昊;吳百波;王龍飛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 吳海燕

本發(fā)明涉及一種多自由度平移運(yùn)動的柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)，第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器和第三驅(qū)動器分別驅(qū)動第一柔性運(yùn)動支鏈、第二柔性運(yùn)動支鏈和第三柔性運(yùn)動支鏈的上端分別地沿第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌和第三導(dǎo)軌平移，第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器和第三驅(qū)動器牽拉各柔性運(yùn)動支鏈而使各柔性運(yùn)動支鏈彎曲變形，由于各柔性運(yùn)動支鏈中柔性桿相互平行且長度相等，使得各柔性運(yùn)動支鏈上連接件和下連接件保持平行，所以與各柔性運(yùn)動支鏈下連接件固定連接的移動平臺就保持水平地平移；通過控制裝置控制第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器和第三驅(qū)動器分別沿第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌和第三導(dǎo)軌平移至不同的位置，就可以使得移動平臺在豎直方向及任意的水平方向移動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空間多自由度平移運(yùn)動的柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)，屬于柔性并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)。

背景技術(shù)

三自由度平移并聯(lián)機(jī)構(gòu)是少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一種非常重要的構(gòu)型，其運(yùn)動平臺能夠?qū)崿F(xiàn)空間三維的快速平移運(yùn)動。由于這類機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、成本低、微動精度高等特點(diǎn)，所以這類機(jī)器人被廣泛應(yīng)用在食品、醫(yī)藥、電子、化工等行業(yè)的物料分揀作業(yè)過程中。

目前，分揀作業(yè)中應(yīng)用最廣泛的三自由度平移運(yùn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)是Delta型機(jī)構(gòu)。Delta型機(jī)構(gòu)由機(jī)架、移動平臺與3支連接機(jī)架和移動平臺的運(yùn)動支鏈組成。每條運(yùn)動支鏈中均具有限制移動平臺轉(zhuǎn)動的平行四邊形機(jī)構(gòu)，使得移動平臺不能旋轉(zhuǎn)只能在空間中移動。由于平行四邊形中的鉸鏈副具有一定的運(yùn)動限制，使得Delta型機(jī)構(gòu)無法獲得很大的工作空間。為了獲得大的工作空間，只有使用大尺寸的Delta型機(jī)構(gòu)。顯然大尺寸的Delta型機(jī)構(gòu)會帶來更高的制造成本以及更大的裝配空間。而且，現(xiàn)有并聯(lián)機(jī)構(gòu)人機(jī)共融性較差，使用時(shí)通常需要保護(hù)罩，以防止對人體或周圍環(huán)境的傷害。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種多自由度平移運(yùn)動的柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)移動平臺在空間坐標(biāo)系中多個(gè)自由度的平移運(yùn)動。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多自由度平移運(yùn)動的柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)，采用如下技術(shù)方案：一種多自由度平移運(yùn)動的柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括以下部分：

機(jī)架，具有第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌……第N導(dǎo)軌，N為大于等于3的正整數(shù)；第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌……第N導(dǎo)軌上分別滑動連接有第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器……第N驅(qū)動器；

機(jī)架上連接有第一柔性運(yùn)動支鏈、第二柔性運(yùn)動支鏈……第N柔性運(yùn)動支鏈；

第一柔性運(yùn)動支鏈、第二柔性運(yùn)動支鏈……第N柔性運(yùn)動支鏈均具有平行設(shè)置的上連接件和下連接件，上連接件和下連接件之間至少連接有3根相互平行且長度相等的柔性桿；所述上連接件具有與各柔性運(yùn)動支鏈一端連接的上連接面，所述下連接件具有與各柔性運(yùn)動支鏈另一端連接的下連接面，所述上連接面與下連接面平行；

第一柔性運(yùn)動支鏈、第二柔性運(yùn)動支鏈……第N柔性運(yùn)動支鏈的上連接件分別固定在第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器……第N驅(qū)動器上，第一柔性運(yùn)動支鏈、第二柔性運(yùn)動支鏈……第N柔性運(yùn)動支鏈的下連接件均固定設(shè)置。

優(yōu)選地，所述上連接件和下連接件之間設(shè)有多個(gè)保持片，各柔性桿穿過保持片上的過孔，相鄰的兩塊保持片之間具有一定距離。

優(yōu)選地，相鄰的兩個(gè)保持片之間設(shè)有支撐彈簧。

在機(jī)架和移動平臺之間，可以設(shè)置有更多的導(dǎo)軌、驅(qū)動器和柔性運(yùn)動支鏈。移動平臺的實(shí)際位移由所有柔性運(yùn)動支鏈的最小彈性勢能總和來確定。

優(yōu)選地，所述第一柔性運(yùn)動支鏈、第二柔性運(yùn)動支鏈……第N柔性運(yùn)動支鏈均具有一節(jié)或者多節(jié)圓柱形的剛性保持節(jié)，所述柔性桿從剛性保持節(jié)的通孔中穿過。

優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌……第N導(dǎo)軌的上端連接于正N邊形連接板的各個(gè)頂點(diǎn)處；所述第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌……第N導(dǎo)軌的下端連接在一起；優(yōu)選地，所述N等于3。