[發明專利]兩轉一移并聯機構、其末端位姿確定方法及應用

有效

• 申請號: 202110402920.6
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN112975916B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 李華民;楊桂林;張馳;鄭天江
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種兩轉一移并聯機構，其特征在于：所述兩轉一移并聯機構包括動平臺、基座和三個支鏈；所述基座包括靜平臺、冗余靜平臺及連接所述靜平臺和冗余靜平臺的多個連接件，所述冗余靜平臺位于所述動平臺和靜平臺之間，且所述冗余靜平臺上設有三個通孔；三個所述的支鏈連接于所述動平臺和靜平臺之間，每個所述支鏈包括驅動移動副、第一被動移動副、第二被動移動副和球面副，每個驅動移動副的一端通過第一被動移動副與靜平臺可移動地連接，相對端穿過冗余靜平臺的一通孔后通過對應的球面副與動平臺可轉動地連接，且所述驅動移動副還通過第二被動移動副與冗余靜平臺可移動地連接；

所述第一被動移動副包括至少一個用于使驅動移動副導向移動的第一滑軌組件，所述第一滑軌組件包括第一滑塊及供第一滑塊導向移動的第一導軌，所述第一滑塊滑動設于所述第一導軌上，所述第一滑塊和第一導軌中的任意一個固定于靜平臺上，另一個與驅動移動副相連；

所述第二被動移動副包括至少一個用于使驅動移動副導向移動的第二滑軌組件，所述第二滑軌組件包括第二滑塊及供第二滑塊導向移動的第二導軌，所述第二滑塊滑動設于所述第二導軌上，所述第二滑塊和第二導軌中的任意一個固定于冗余靜平臺上，另一個與驅動移動副相連。

2.根據權利要求1所述的兩轉一移并聯機構，其特征在于，所述第二滑軌組件設于所述冗余靜平臺上，且位于所述冗余靜平臺和動平臺之間；或者，所述第二滑軌組件設于所述冗余靜平臺上，且位于所述冗余靜平臺和靜平臺之間。

3.根據權利要求1所述的兩轉一移并聯機構，其特征在于，所述第二被動移動副包括兩個第二滑軌組件，所述通孔的兩側設置一所述第二滑軌組件，且兩個所述第二滑軌組件對稱設置。

4.根據權利要求1所述的兩轉一移并聯機構，其特征在于，三個所述支鏈的一端在動平臺的表面排布成正三角形，相對端在靜平臺上排布成正三角形。

5.根據權利要求1所述的兩轉一移并聯機構，其特征在于，所述動平臺包括平臺本體部和三個凸耳部，所述平臺本體部的周側面向外凸起延伸形成三個所述凸耳部，相鄰兩個所述凸耳部的中心線夾角為120度。

6.根據權利要求1所述的兩轉一移并聯機構，其特征在于，所述靜平臺包括第一本體部和三個第一延伸部，第一本體部的周側面向外凸起延伸形成三個第一延伸部，相鄰兩個第一延伸部的中心線夾角為120度。

7.根據權利要求1所述的兩轉一移并聯機構，其特征在于，所述冗余靜平臺包括第二本體部和三個第二延伸部，第二本體部的周側面向外凸起延伸形成三個第二延伸部，相鄰兩個第二延伸部的中心線夾角為120度。

8.一種基于權利要求1~7任意一項所述的兩轉一移并聯機構的末端位姿確定方法，包括如下步驟：

獲取每個支鏈的伸長量，并根據如下公式計算兩轉一移并聯機構的末端位姿：

其中，、、分別為局部坐標系繞全局坐標系x、y、z軸旋轉的角度，為三個球面副的幾何中心、、構成的正三角的外接圓的半徑，為正三角形的外接圓的圓心的坐標值。

9.一種少自由度并聯機器人，其特征在于包括權利要求1~7任意一項所述的兩轉一移并聯機構。