[实用新型]一种具有二维转动、一维平动的并联机械手

说明书

技术领域

本实用新型是关于并联机械手，具体涉及一种具有二维转动、一维平动的并联机械手。 

背景技术

并联机器人操作机具有结构简单、刚度大、高速性好等优点，可作为实现自动化、高速化生产的新型装备，然而受铰链约束、支链干涉、奇异位形的影响，各种六自由度并联操作机存在动平台实现姿态能力差、工作空间小的固有缺陷。因此，基于少自由度的并联机构尤为令人关注。 

现有机器人绝大多数是六自由度的机构，然而，实际操作任务中同样特别需要三、四、五自由度的机器人，因为很多实际操作任务并不需要空间全部是六自由度的，而且少自由度的往往更简洁、实用、成本低廉。 

基于少自由度的并联机器人具有自由度少、机构简单、经济效益高、应用广泛等优点，它具有很广阔的应用前景。但目前对于这种少自由度并联机构的机型未见明确的报道，一直以来发展缓慢，因而成为国际上长期研究的热点和难点。 

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种能够在空间实现二维转动、一维平动，依靠空间球面副、移动副和旋转副连接，通过对操纵臂的改装，旨在广泛应用于喷涂、焊接、搬运等领域的并联机械手。 

以下结合附图对本实用新型的结构组成以及原理进行说明。 

本实用新型为八杆机构，具有：机架、主动臂、从动臂、操纵臂以及控制电路板等。其特征在于，主动臂三(4)两端通过旋转副一(11)、旋转副二(16)分别与机架(1)和从动臂三(7)连接，从动臂三(7)另一端通过旋转副三(17)与操纵臂(8)连接；主动臂一(2)、主动臂二(3)一端通过移动副A(9)、移动副B(10)与机架(1)连接，另一端通过空间球面副A(12)、空间球面副C(14)分别与从动臂一(5)、从动臂二(6)连接，从动臂一(5)、从动臂二(6)另一端均通过空间球面副B(13)、空间球面副D(15)与操纵臂(8)连接； 

所述主动臂一(2)和主动臂二(3)的形状相同、尺寸相等，旋转副二(16)的轴线、空间球面副A(12)的中心与空间球面副C(14)的中心等高，空间球面副A(12)中心与空间球面副B(13)中心之间的距离保持不变且始终等于空间球面副C(14)中心与空间球 面副D(15)中心之间的任一距离； 

所述机架(1)与主动臂一(2)、主动臂二(3)、主动臂三(4)的连接处分别设置有电动机各一个。 

所述机架(1)与主动臂一(2)、主动臂二(3)、主动臂三(4)的连接处分别设置具有正反转驱动功能的电动机。 

本实用新型的有益效果是： 

1.并联机器人机构与传统的串联机器人机构相比，具有高刚度、高精度、低运动质量、高动态特性； 

2.并联机器人机构运动学正、反解十分简单； 

3.空间三自由度并联机器人机构把空间的转动和移动有机地结合起来； 

4.空间三自由度并联机器人机构具有明确的运动形式：空间二维转动、一维平动； 

5.空间三自由度并联机器人机构在需要三个空间运动的作业中有着广泛的应用前景。 

本实用新型可以通过对操纵臂的改装，使其广泛应用于喷涂、焊接、搬运等领域。 

附图说明

附图1为本实用新型的机构原理图。 

本实用新型附图标记如下： 

1——机架            2——主动臂一 

3——主动臂二        4——主动臂三 

5——从动臂一        6——从动臂二 

7——从动臂三        8——操纵臂 

9——移动副A         10——移动副B 

11——旋转副一       12——空间球面副A 

13——空间球面副B    14——空间球面副C 

15——空间球面副D    16——旋转副二 

17——旋转副三 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。 

本实用新型采用常规的生产制备工艺和常规的原材料进行制造。 

本实用新型为八杆机构，包括一个机架、三个主动臂、三个从动臂以及一个操纵臂。具体结构原理为：机架保持固定，主动臂一端与固定在机架上的驱动端固接，另一端与从动臂通过铰链连接，操纵臂与从动臂通过铰链连接，在主动臂的带动下最终使操纵臂可在空间两个正交方向实现转动，在另一个正交方向实现平动。