[发明专利]一种S/3-SPS调姿调位三轴驱动并联机构

说明书

技术领域  本发明属于机器人领域，特别涉及一种并联机器人。

背景技术  并联机器人由于其刚度高、精度高、承载能力强、动态性能好等特点，国内外对多自由度并联机器人机构学研究与应用较多的是基于Delta机构演化为代表的3分支并联机构和3自由度球面机构，专家学者对其普遍关注。

在这种6自由度机构的基础上，一些学者提出了少自由度的并联机构，包括l-PS-3-SPS 机构，即在3-SPS机构的上下平台间添加一个由移动副P和球副S组成的分支，这种机构的自由度为4；也有一些学者提出了3-SPS/S机构，这里中间分支与基座固定、通过S副与上平台连接，这种机构的自由度为3，但是目前提出的基于3-SPS机构的少自由度机构存在工作空间较小，调整范围有限的弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、刚度大、承载能力大、可实现大范围调姿调位的S/3-SPS调姿调位三轴驱动并联机构。

本发明主要包括一个正三角形的下平台即基座、一个正三角形的上平台即动平台以及连接这两个平台的三个结构完全相同的SPS分支和一个中间分支，其中，中间分支位于上下平台的正中心，该中间分支的连杆的一端与上平台固连，其另一端与球副连接，该球副与下平台连接；三个SPS分支均位于三角形上下平台的三角顶端，三个SPS分支均是由2个球副、1个移动副和将它们连接在一起的2根连杆组成，每个分支的一端通过球副与下平台连接，该球副通过连杆与移动副连接，该移动副通过连杆与球副连接，每个分支的另一端通过该球副与上平台连接，下平台上的4个球副共面。

驱动器分别安装在三个SPS分支的移动副上，通过线性电机驱动机构中的三个移动副，可实现上平台的三维转动。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、结构简单、刚度大、承载能力大。

2、具有3个自由度，在运动时有较大的姿态空间。

3、在对球铰进行优化后，上平台可实现大范围调姿调位功能。

附图说明

图1是本发明的立体示意简图。

具体实施方式

在图1所示的S/3-SPS调姿调位三轴驱动并联机构示意图中，上平台1和下平台2通过4个分支相连。连接三角形上、下平台顶点的三个结构完全相同的SPS分支的一端通过球副（S副）3与下平台连接，该球副通过连杆4与移动副（P副）5连接，该移动副通过连杆6与球副7连接，该球副与上平台连接。中间分支位于上平台和下平台的正中心，连杆8的一端与上平台固连，其另一端与球副9连接，该球副与下平台连接。下平台上的4个球副共面。

驱动器分别安装在三个SPS分支的移动副上，通过线性电机驱动机构中的三个移动副，可实现上平台的三维转动。