[发明专利]具有汇交副的4、5自由度对称并联机器人机构

说明书

本项发明属于机器人和机械制造领域，特别涉及一种具有汇交副的4、5自由度对称并联机器人机构。

并联机器人机构属于空间多自由度多环闭链机构，和串联机构相比，并联机器人机构具有刚度大、承载能力大、累积误差小、动态特性好、结构紧凑等特点。目前，并联机器人机构被广泛应用于除并联机器人外的虚拟轴机床、微动操作台、各种运动模拟器、传感器等方面。

目前3、6自由度的并联机器人机构应用较为广泛，而4、5自由度并联机床结构较少，已有的少数4、5自由度并联机器人机构大都不具有完全对称性。

本发明的目的在于提供一种新型的各向同性好的对称的4、5自由度并联机器人机构，而且具有刚度高、结构简单、加工装配性好等优点。

这种具有汇交副的4、5自由度对称并联机器人机构，包括动平台1、定平台11和连接动平台1和定平台11的结构完全相同的分支所组成，其特征在于：动平台1通过3个、4个或5个结构完全相同的分支与定平台11相连接，所有分支中从动平台1开始计数的前2个运动副2和4为转动副，它们的轴线在空间相交于同一点，定平台11和动平台1可以是三角形、四边形或五边形；

在第一种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构中，定平台11和动平台1都是三角形，通过3个结构完全相同的分支相连接，3个分支的转动副10连接定平台11和连杆9，转动副8连接连杆9和连杆7，转动副4连接连杆5和连杆3，转动副6、8和10的轴线平行于定平台11，转动副2连接连杆3和动平台1；

在第二种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构中，把第一种4自由度并联机器人机构所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线；

在第三种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构中，定平台11和动平台1都是四边形，通过4个结构完全相同的分支相连接，所有4个分支的转动副10连接定平台11和连杆9，转动副8连接连杆9和连杆7，转动副4连接连杆5和连杆3，转动副6、8和10的轴线平行于定平台11，转动副2连接连杆3和动平台1；

在第四种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构中，把第三种4自由度并联机器人机构所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线；

在第一种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构中，定平台11和动平台1都是三角形，通过3个结构完全相同的分支相连接，所有分支的转动副10连接定平台11和连杆9，转动副8连接连杆9和连杆7，转动副4连接连杆5和连杆3，转动副2连接连杆3和动平台1，转动副6、8和10的轴线垂直于定平台11；

在第二种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构中，把第一种5自由度并联机器人机构所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线，平行于定平台11；

在第三种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构中，定平台11和动平台1都是五边形，通过5个结构完全相同的分支相连接，所有分支的转动副10连接定平台11和连杆9，转动副8连接连杆9和连杆7，转动副4连接连杆5和连杆3，转动副2连接连杆3和动平台1，转动副6、8和10的轴线垂直于定平台11；

在第四种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构中，把第三种5自由度并联机器人机构所有分支中的转动副8替换为移动副12，该移动副12的轴线垂直于转动副6和转动副10的轴线，平行于定平台11；

附图及实施例

图1为第一种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构示意图

图2为第二种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构示意图

图3为第三种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构示意图

图4为第四种具有汇交副的4自由度对称并联机器人机构示意图

图5为第一种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构示意图

图6为第二种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构示意图

图7为第三种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构示意图

图8为第四种具有汇交副的5自由度对称并联机器人机构示意图