平面運動型混合驅動并聯機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機械制造技術領域，具體是涉及一種平面運動型混合驅動并聯機器人。
【背景技術】
[0002]與傳統的串聯機器人相比，并聯機器人具有結構剛度大，承載力高，慣性小，響應速度快，精度高等諸多優點，在機械制造領域具有廣闊的應用前景。
[0003]少自由度并聯機器人以其自身的特點和應用潛力吸引了國內外學者進行研究，天津大學的田延嶺等人研制了一種大行程兩平動一轉動精密定位平臺，由基座和設置在其內部的動平臺組成，具有結構簡單緊湊，輸出位移較大，軸向剛度高等特點，可作為納米微操作系統的輔助定位平臺，具有微量進給和精密定位功能。北京工業大學的丁華鋒等人研制了一種兩轉一移的三自由度非對稱并聯機器人機構，該機構包括動平臺、機架以及連接的三個分支。燕山大學的曾達幸等人研制了一種兩移動一轉動解耦并聯機器人機構，包括定平臺、動平臺以及連接它們的三個分支，結構完全相同的兩個分支均由一個圓柱副和兩個轉動副以及連接他們的兩個連桿組成，另一分支由四個轉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機器人，但仍有許多少自由度并聯機器人有待開發，其中具有兩平動一轉動的并聯機器人類型仍比較少。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種具有兩個移動自由度和一個轉動自由度，并且轉動軸線與移動平面垂直的并聯機器人。其技術方案為:
一種平面運動型混合驅動并聯機器人，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，其中一個平面含有矩形中空結構，第一條支鏈包括第一主動伸縮桿和圓盤滑塊，第一主動伸縮桿的一端通過從動轉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構里面，與固定平臺共同組成平面運動副，平面運動副對應的運動平面的法線與第一主動伸縮桿的中心軸線平行，從動轉動副的轉動軸線與第一主動伸縮桿的中心軸線垂直，第二條支鏈包含一個第二主動伸縮桿，第二主動伸縮桿的兩端分別通過一個球鉸與運動工作臺和固定平臺連接，第三條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，主動轉動副與從動轉動副的轉動軸線互相平行，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動副的轉動軸線，且兩者的夾角不為零。
[0006]本發明與現有技術相比，其優點為:(1)機器人運動支鏈短，結構簡單，便于實現高剛度和高精度要求；(2)采用兩個主動伸縮桿和一個主動轉動副作為驅動關節，能夠實現運動工作臺轉動自由度的解耦控制，同時兩個移動自由度中也有一個具有解耦的運動特性，有利于提尚運動的實時性要求。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明實施例的結構示意圖。
[0008]圖中:1、第二主動伸縮桿2、運動工作臺3、從動轉動副4、第一主動伸縮桿5、固定平臺6、滾珠7、圓盤滑塊8、球鉸9、第二從動伸縮桿10、第一從動伸縮桿
11、主動轉動副。
【具體實施方式】
[0009]固定平臺(5 )具有三個相互正交的平面，其中一個平面含有矩形中空結構，第一條支鏈包括第一主動伸縮桿(4)和圓盤滑塊(7)，第一主動伸縮桿(4)的一端通過從動轉動副
(3)與運動工作臺(2)連接，另一端和圓盤滑塊(7)的一面固接，圓盤滑塊(7)通過鑲嵌在邊緣的滾珠(6)可動的嵌入到固定平臺(5)的矩形中空結構里面，與固定平臺(5)共同組成平面運動副，平面運動副對應的運動平面的法線與第一主動伸縮桿(4)的中心軸線平行，從動轉動副(3)的轉動軸線與第一主動伸縮桿(4)的中心軸線垂直，第二條支鏈包含一個第二主動伸縮桿(1)，第二主動伸縮桿(I)的兩端分別通過一個球鉸(8)與運動工作臺(2)和固定平臺(5)連接，第三條支鏈包括第一從動伸縮桿(10)和第二從動伸縮桿(9)，第一從動伸縮桿(10)的一端通過主動轉動副(11)與固定平臺(5)連接，另一端與第二從動伸縮桿(9)的一端連接，第二從動伸縮桿(9 )的另一端與運動工作臺(2 )固接，主動轉動副(11)與從動轉動副(3)的轉動軸線互相平行，第一從動伸縮桿(10)和第二從動伸縮桿(9)的中心軸線均垂直于主動轉動副(11)的轉動軸線，且兩者的夾角不為零。
【主權項】
1.一種平面運動型混合驅動并聯機器人，包括固定平臺(5)、運動工作臺(2)和連接于固定平臺(5)與運動工作臺(2)之間的三條支鏈，其特征在于:固定平臺(5)具有三個相互正交的平面，其中一個平面含有矩形中空結構，第一條支鏈包括第一主動伸縮桿(4 )和圓盤滑塊(7)，第一主動伸縮桿(4)的一端通過從動轉動副(3)與運動工作臺(2)連接，另一端和圓盤滑塊(7)的一面固接，圓盤滑塊(7)通過鑲嵌在邊緣的滾珠(6)可動的嵌入到固定平臺(5)的矩形中空結構里面，與固定平臺(5)共同組成平面運動副，平面運動副對應的運動平面的法線與第一主動伸縮桿(4)的中心軸線平行，從動轉動副(3)的轉動軸線與第一主動伸縮桿(4)的中心軸線垂直，第二條支鏈包含一個第二主動伸縮桿(I )，第二主動伸縮桿(O的兩端分別通過一個球鉸(8)與運動工作臺(2)和固定平臺(5)連接，第三條支鏈包括第一從動伸縮桿(10)和第二從動伸縮桿(9)，第一從動伸縮桿(10)的一端通過主動轉動副(11)與固定平臺(5)連接，另一端與第二從動伸縮桿(9)的一端連接，第二從動伸縮桿(9)的另一端與運動工作臺(2 )固接，主動轉動副(11)與從動轉動副(3 )的轉動軸線互相平行，第一從動伸縮桿(10)和第二從動伸縮桿(9)的中心軸線均垂直于主動轉動副(11)的轉動軸線，且兩者的夾角不為零。
【專利摘要】本發明提供一種平面運動型混合驅動并聯機器人，包括固定平臺、運動工作臺和三條支鏈，其特征在于：第一條支鏈包括第一主動伸縮桿和圓盤滑塊，第一主動伸縮桿的一端通過從動轉動副與運動工作臺連接，另一端和圓盤滑塊的一面固接，圓盤滑塊與固定平臺共同組成平面運動副，第二條支鏈包含一個第二主動伸縮桿，第二主動伸縮桿的兩端分別通過一個球鉸與運動工作臺和固定平臺連接，第三條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。本發明能夠實現轉動自由度和一個移動自由度的解耦控制，利于提高機器人控制的實時性。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105150197
【申請號】CN201510677950
【發明人】張彥斐, 宮金良, 陳超
【申請人】山東理工大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年10月20日