[實用新型]具有兩轉動一移動解耦并聯機構

有效

• 申請號: 202022056643.1
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN212385476U
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 蘆風林;王繼文;魏雪敏;王科峰;張彥斌
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 李現艷

本實用新型提供一種具有兩轉動一移動解耦并聯機構，包括靜平臺、動平臺和三條分支運動鏈，三條分支運動鏈分別為第一分支運動鏈、第二分支運動鏈和第三分支運動鏈，三條分支運動鏈與靜平臺和動平臺相互配合，從而使得本實用新型中的并聯機構有三個自由度，即兩個方向的轉動和一個方向的移動，且移動自由度與兩個轉動自由度之間不存在耦合關系。該并聯機構具有結構簡單，機構制造裝配容易，精度高，成本低，工作空間較大，運動靈活性等優點，在工業、醫學、航天等多個領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本實用新型涉及工業機器人技術領域，具體涉及具有兩轉動一移動解耦并聯機構。

背景技術

并聯機構是一組由兩個或兩個以上的分支機構并聯而成的機構，相較于串聯機構，并聯機構具有更高的剛度、累計誤差更小、承載能力大等優點，已經在食品包裝、運動模擬器、醫療器械、航空航天等領域被廣泛的應用。

由于并聯機構的結構特點，使得并聯機構在應用過程中會出現許多問題，如強耦合性、工作空間小、傳動性能差等。尤其是強耦合性的影響，因此實現并聯機構運動完全解耦或部分解耦已成為國際機構學研究的熱點。

過去的并聯機構大多為六自由度，近年來少自由度并聯機構引起了廣大學者的關注，少自由度并聯機器人機構和6自由度的相比，具有機械結構簡單，制造和控制成本相對較低等優點。

目前我國已經有部分學者提出三自由度的并聯機構，特別是在兩轉動一移動并聯機構方面有了一定的研究進展，然而對于大多數的并聯機構來說仍然存在強耦合性、工作空間小等問題，在一定程度上阻礙了并聯機構的發展和應用。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種具有兩轉動一移動解耦并聯機構，以解決兩轉一移并聯機構中存在的結構復雜、運動副空間位置復雜以及輸入輸出間相耦合等問題。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：具有兩轉動一移動解耦并聯機構，包括靜平臺、動平臺和三條分支運動鏈，三條分支運動鏈分別為第一分支運動鏈、第二分支運動鏈和第三分支運動鏈，其中，

第一分支運動鏈包括一端連接至靜平臺的第一圓柱副、一端連接至動平臺的萬向鉸以及設置在兩者之間并通過連桿與兩者相連的第一移動副，第一圓柱副的軸線與萬向鉸的內軸線平行，且第一移動副的移動方向與第一圓柱副的軸線垂直；

第二分支運動鏈包括通過連桿依次連接的第二圓柱副、第一轉動副和球副，第二圓柱副和球副的自由端分別連接至靜平臺和動平臺，且第二圓柱副與第一轉動副的軸線平行；

第三分支運動鏈包括通過連桿依次連接的第二移動副、第三轉動副和第二轉動副，第二移動副和第二轉動副的自由端分別連接至靜平臺和動平臺，且第三轉動副的軸線同時垂直于第二轉動副的軸線和第二移動副的移動方向；

第一圓柱副、第二圓柱副和第二移動副均為動力輸入端并分別連接有驅動電機。

進一步的，所述第二移動副的運動方向與第一圓柱副的軸線垂直，且第一圓柱副的軸線與第三轉動副的軸線平行。

進一步的，所述第二圓柱副的軸線同時垂直于第一圓柱副的軸線和第二移動副的運動方向。

進一步的，所述萬向鉸的外軸線與第二轉動副的軸線平行。

進一步的，所述萬向鉸、球副以及第二轉動副沿動平臺的長度方向依次設置，且三者分布在同一條直線上。

進一步的，所述第一移動副的兩端分別通過第一連桿和第二連桿連接至第一圓柱副和第一萬向鉸。

進一步的，所述第二圓柱副與第一轉動副之間以及第一轉動副與球副之間分別通過第三連桿和第四連桿相連。

進一步的，所述第二移動副與第三轉動副之間以及第三轉動副與第二移動副之間分別通過第五連桿和第六連桿相連。