[发明专利]两自由度移动解耦并联机器人机构

说明书

技术领域

本发明属于机器人领域，特别是一种并联机器人机构。

背景技术

并联机构定义为通过两个或者两个以上开环运动链连接运动平台和固定平台，具有两个或两个以上的自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。并联机构与串联机构相比，具有以下特点：结构紧凑；刚度高；承载能力强；累积误差小，精度较高等优点。而少自由度并联机构相对于6自由度并联机构，又具有结构简单、制造成本低、运动学求解相对简单等特点。因而少自由度并联机构得到国际众多学者的关注，被广泛应用于虚拟轴机床、微动操作台、各种运动模拟器、传感器等方面。

耦合是并联机构内在的特点，即并联机构动平台沿任一方向的运动都是所有驱动单元的运动合成，并且输入与输出之间是非线性的关系。并联机构的强耦合性使其构型设计、标定、机构装配、控制存在很大的难度。如果机构的运动能实现解耦，则其工作空间将扩大，并且控制容易，可以达到更高的运动精度，对机构的运动控制和轨迹规划都有一定意义。因此对如何实现并联机构的解耦成为一个富有挑战性的课题。目前所发明的解耦机构中，两自由度移动解耦并联机构数量有限，其中包括Kong和Gosselin综合出的两自由度移动解耦并联机构，中国专利文献(专利号：200510014391.3，200710171877.7，201010175965.6，201010214859.4)中也分别提出了结构性能各异的两自由度解耦移动并联机构。这些机构中有的结构稍显复杂，不利于加工和装配，有的机构仅仅适用于微动领域，而且这些机构的分支中都不含有转动自由度。提出结构功能各异的新型机构是机构学发展的要求，也是现代化工农业高速发展和行业竞争的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，分支中含有转动，动平台的移动完全解耦，易于控制的两自由度移动运动解耦并联机器人机构。本发明主要由动平台、定平台和连接这两个平台的两个分支组成。其中第一分支包括三个方向相互垂直的移动副和连接它们的两个连杆，一个连杆的一端通过移动副与定平台相连，该连杆的另一端通过移动副与另一个连杆相连，该连杆的另一端通过移动副与动平台相连；第二分支包括一个移动副和两个转动副以及连接它们的两个连杆，一个连杆的一端通过移动副与动平台相连，该连杆的另一端安装有转动副，该转动副的回转轴线上装有另一个连杆，该连杆的另一端通过转动副与定平台相连。

本发明与现有技术相比具有如下优点：结构简单、动平台的移动完全解耦，降低了控制的难度、动态性能好、加工装配性简单。

附图说明

图1是本发明的结构示意简图。

具体实施方式

在图1所示的一种两自由度移动解耦并联机器人机构的结构示意简图中，定平台1通过两分支和动平台7相连接，第一分支中的连杆3的一端通过移动副2与定平台相连，该连杆的另一端通过移动副4与另一个连杆5相连，该连杆的另一端通过移动副6与动平台相连；第二分支中的连杆9的一端通过移动副8与动平台相连，该连杆的另一端安装有转动副10，该转动副的回转轴线上装有另一个连杆11，该连杆的另一端通过转动副12与定平台相连。转动副12和转动副10的回转轴线保持平行，与移动副8的方向垂直。