平面運動型解耦并聯(lián)機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種平面運動型解耦并聯(lián)機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)機器人與串聯(lián)機器人在結(jié)構(gòu)和性能特點上呈對偶關(guān)系，與傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人相比，并聯(lián)機器人具有結(jié)構(gòu)剛度大，承載力高，慣性小，響應(yīng)速度快，精度高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在機械制造等相關(guān)領(lǐng)域。
[0003]少自由度并聯(lián)機器人以其自身的特點和應(yīng)用潛力吸引了國內(nèi)外大批學(xué)者進行研究，天津大學(xué)的田延嶺等人研制了一種大行程兩平動一轉(zhuǎn)動精密定位平臺，由基座和設(shè)置在其內(nèi)部的動平臺組成，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，輸出位移較大，軸向剛度高等特點，可作為納米微操作系統(tǒng)的輔助定位平臺，具有微量進給和精密定位功能。北京工業(yè)大學(xué)的丁華鋒等人研制了一種兩轉(zhuǎn)一移的三自由度非對稱并聯(lián)機器人機構(gòu)，該機構(gòu)包括動平臺、機架以及連接兩者的三個分支。燕山大學(xué)的曾達幸等人研制了一種兩移動一轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機器人機構(gòu)，包括定平臺、動平臺以及連接它們的三個分支，結(jié)構(gòu)完全相同的兩個分支均由一個圓柱副和兩個轉(zhuǎn)動副以及連接他們的兩個連桿組成，另一分支由四個轉(zhuǎn)動副和連接它們的三個連桿組成。
[0004]上述研究成果中涉及到不同類型的并聯(lián)機器人，但仍有許多少自由度并聯(lián)機構(gòu)有待開發(fā)，其中具有兩平動一轉(zhuǎn)動的解耦型并聯(lián)機器人類型仍比較少。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具有兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度，并且轉(zhuǎn)動軸線與移動平面垂直的解耦型并聯(lián)機器人。其技術(shù)方案為:
一種平面運動型解耦并聯(lián)機器人，包括固定平臺、運動工作臺和連接于固定平臺與運動工作臺之間的三條支鏈，其特征在于:固定平臺具有三個相互正交的平面，其中兩個平面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，三條支鏈由兩條結(jié)構(gòu)相同的主移動支鏈和一條主轉(zhuǎn)動支鏈組成，每條主移動支鏈均包括主動伸縮桿和圓盤滑塊，主動伸縮桿的一端通過從動轉(zhuǎn)動副與運動工作臺連接，另一端和圓盤滑塊的一面固接，圓盤滑塊通過鑲嵌在邊緣的滾珠可動的嵌入到固定平臺的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，與固定平臺共同組成平面運動副，平面運動副對應(yīng)的運動平面的法線與相應(yīng)主動伸縮桿的中心軸線平行，從動轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線與相應(yīng)主動伸縮桿的中心軸線垂直，兩個主動伸縮桿的中心軸線互相垂直，主轉(zhuǎn)動支鏈包括第一從動伸縮桿和第二從動伸縮桿，第一從動伸縮桿的一端通過主動轉(zhuǎn)動副與固定平臺連接，另一端與第二從動伸縮桿的一端連接，第二從動伸縮桿的另一端與運動工作臺固接，主動轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線與兩個從動轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線互相平行，第一從動伸縮桿和第二從動伸縮桿的中心軸線均垂直于主動轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線，且兩者的夾角不為零。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點為:(1)結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)大工作空間；(2)支鏈中關(guān)節(jié)數(shù)目少，剛度大，運動精度高；(3)通過采用兩條主移動支鏈中的伸縮桿和主轉(zhuǎn)動支鏈中的轉(zhuǎn)動副作為驅(qū)動關(guān)節(jié)，實現(xiàn)了運動工作臺兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度的解耦控制。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:1、第二從動伸縮桿2、第一從動伸縮桿 3、主動轉(zhuǎn)動副 4、運動工作臺5、從動轉(zhuǎn)動副6、主動伸縮桿7、固定平臺8、滾珠9、圓盤滑塊。
【具體實施方式】
[0009]固定平臺7具有三個相互正交的平面，其中兩個平面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，三條支鏈由兩條結(jié)構(gòu)相同的主移動支鏈和一條主轉(zhuǎn)動支鏈組成，每條主移動支鏈均包括主動伸縮桿6和圓盤滑塊9，主動伸縮桿6的一端通過從動轉(zhuǎn)動副5與運動工作臺4連接，另一端和圓盤滑塊9的一面固接，圓盤滑塊9通過鑲嵌在邊緣的滾珠8可動的嵌入到固定平臺7的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，與固定平臺7共同組成平面運動副，平面運動副對應(yīng)的運動平面的法線與相應(yīng)主動伸縮桿6的中心軸線平行，從動轉(zhuǎn)動副5的轉(zhuǎn)動軸線與相應(yīng)主動伸縮桿6的中心軸線垂直，兩個主動伸縮桿6的中心軸線互相垂直，主轉(zhuǎn)動支鏈包括第一從動伸縮桿2和第二從動伸縮桿1，第一從動伸縮桿2的一端通過主動轉(zhuǎn)動副3與固定平臺7連接，另一端與第二從動伸縮桿I的一端連接，第二從動伸縮桿I的另一端與運動工作臺4固接，主動轉(zhuǎn)動副3的轉(zhuǎn)動軸線與兩個從動轉(zhuǎn)動副5的轉(zhuǎn)動軸線互相平行，第一從動伸縮桿2和第二從動伸縮桿I的中心軸線均垂直于主動轉(zhuǎn)動副3的轉(zhuǎn)動軸線，且兩者的夾角不為零。
【主權(quán)項】
1.一種平面運動型解耦并聯(lián)機器人，包括固定平臺(7)、運動工作臺(4)和連接于固定平臺(7)與運動工作臺(4)之間的三條支鏈，其特征在于:固定平臺(7)具有三個相互正交的平面，其中兩個平面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，三條支鏈由兩條結(jié)構(gòu)相同的主移動支鏈和一條主轉(zhuǎn)動支鏈組成，每條主移動支鏈均包括主動伸縮桿(6)和圓盤滑塊(9)，主動伸縮桿(6)的一端通過從動轉(zhuǎn)動副(5)與運動工作臺(4)連接，另一端和圓盤滑塊(9)的一面固接，圓盤滑塊(9)通過鑲嵌在邊緣的滾珠(8)可動的嵌入到固定平臺(7)的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，與固定平臺(7)共同組成平面運動副，平面運動副對應(yīng)的運動平面的法線與相應(yīng)主動伸縮桿(6)的中心軸線平行，從動轉(zhuǎn)動副(5)的轉(zhuǎn)動軸線與相應(yīng)主動伸縮桿(6)的中心軸線垂直，兩個主動伸縮桿(6)的中心軸線互相垂直，主轉(zhuǎn)動支鏈包括第一從動伸縮桿(2)和第二從動伸縮桿(1)，第一從動伸縮桿(2)的一端通過主動轉(zhuǎn)動副(3)與固定平臺(7)連接，另一端與第二從動伸縮桿(I)的一端連接，第二從動伸縮桿(I)的另一端與運動工作臺(4)固接，主動轉(zhuǎn)動副(3)的轉(zhuǎn)動軸線與兩個從動轉(zhuǎn)動副(5)的轉(zhuǎn)動軸線互相平行，第一從動伸縮桿(2)和第二從動伸縮桿(I)的中心軸線均垂直于主動轉(zhuǎn)動副(3)的轉(zhuǎn)動軸線，且兩者的夾角不為零。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種平面運動型解耦并聯(lián)機器人，包括固定平臺、運動工作臺和三條支鏈，其特征在于：三條支鏈由兩條主移動支鏈和一條主轉(zhuǎn)動支鏈組成，每條主移動支鏈均包括主動伸縮桿和圓盤滑塊，主動伸縮桿的一端通過從動轉(zhuǎn)動副與運動工作臺連接，另一端和圓盤滑塊的一面固接，圓盤滑塊通過滾珠可動的嵌入到固定平臺的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，主轉(zhuǎn)動支鏈包括第一從動伸縮桿和第二從動伸縮桿，第一從動伸縮桿的一端通過主動轉(zhuǎn)動副與固定平臺連接，另一端與第二從動伸縮桿的一端連接，第二從動伸縮桿的另一端與運動工作臺固接。本發(fā)明通過采用兩條主移動支鏈中的伸縮桿和主轉(zhuǎn)動支鏈中的轉(zhuǎn)動副作為驅(qū)動關(guān)節(jié)，實現(xiàn)了兩個移動和一個轉(zhuǎn)動自由度的解耦控制。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105127987
【申請?zhí)枴緾N201510678036
【發(fā)明人】張彥斐, 宮金良, 陳超
【申請人】山東理工大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年10月20日