[发明专利]一种(2T1R)&(2R)双动平台解耦混联机器人机构

说明书

所属技术领域

本发明属于机器人领域，特别涉及一种双动平台两移三转解耦混联机器人机构。

背景技术

并联机器人机构是由多条支链的组成的一种闭环结构，故其具有刚性好、精度高、响应速度快等优点如在工业中广泛使用的Delta三移并联机器人和Stewart六自由度并联机器人，然而相对串联机器人却存在运动空间小这一缺陷。于是人们将串联机构和并联机构结合起来，取长补短，进而得到了混联机器入。

目前混联机器人机构大多采用的是在并联机构串接一个串联机构形式，如中国发明专利文献CN101966500A、CN101966502A、CN103909518A、CN103624774A，然而串接在并联机构动平台上的串联支链降低了整个混联机构的性能。中国发明专利CN1021790805A提出了一种适合需要进行点位控制场合的二态驱动混联机器人，其主要采用并联机构动平台串接一个或多个并联机构形式，但是上述机构中都存在运动耦合的问题，同时检索发现目前尚未发现能够实现两移三转五自由度混联机器人结构，因此需要一种新的技术方法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种(2T1R)&(2R)双动平台解耦混联机器人机构，用以解决现有技术中两移三转五自由度混联机器人机构运动耦合，运动不易控制的问题。

该机构由三支链(2T1R)并联机构串联两支链(2R)并联机构组成。(2T1R)并联机构由定平台、动平台以及连接两平台间的三条支链组成，其中支链一、二结构完全相同，均由一个移动副、四个转动副、以及四个连杆构成；支链三由两个方向垂直移动副、两个轴线垂直的转动副以及三个连杆组成。(2R)并联机构中支链四通过三个轴线平行的转动副及一个轴线与之垂直的转动副与机构末端平台相连，支链五通过两个轴线垂直的转动副与末端平台连接。

支链一、二中，第一个连杆的一端通过转动副与定平台连接，该连杆的另一端通过转动副与第二个连杆连接，该连杆另一端通过移动副与第三个连杆连接，第三个连杆通过转动副与第四个连杆连接，连杆另一端通过转动副与动平台连接，其中第一个连杆两端的转动副轴线相互平行且平行于定平台，第二个连杆两端运动副中心线相互垂直，第四个连杆两端的转动副轴线平行且垂直于动平台。

支链三中，第一个连杆通过轴线垂直于定平台的转动副与定平台连接，连杆另一端通过移动副与第二个连杆连接，第二个连杆另一端通过移动副与第三个连杆连接，该连杆的另一端通过轴线平行于动平台的转动副与动平台连接，其中第二个连杆两端两个移动副方向相互垂直且都平行于定平台，第三个连杆两端的运动副中心线相互平行。

支链四中第一个连杆通过轴线平行于动平台的转动副与动平台连接，连杆另一端通过转动副与第二个连杆连接，连杆另一端转动副与第三个连杆连接，连杆的另一端通过转动副与末端平台连接，其中第一、二个连杆两端的轴线相互平行，第三个连杆两端转动副轴线相互垂直。

支链五中第一连杆通过轴线平动平台的转动副与动平台连接，连杆另一端通过转动副与末端平台连接，其中第一个连杆两端的转动副轴线垂直。

支链一、二中与定平台连接的转动副垂直布置，支链四、五中与末端平台连接的转动副轴线共线。支链一、二中第三个连杆两端的移动副和转动副可以用圆柱副代替，支链三中第三个连杆两端的移动副和转动副可以用圆柱副代替。定平台连接的三个转动副为主动副，支链四中与末端平台连接的转动副为主动副，支链五中与动平台连接的转动副为主动副。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、该混联机构含有五条支链两个动平台，且运动副为简单副，成本低且易于装配，同时主动副全部为转动副，能够实现快速的响应，各支链中各含有一个主动副且位于平台上降低了运动惯性，具有良好的运动特性；

2、该机构末端运动雅克比矩阵为5×5对角矩阵，运动解耦，实现了两移三转五自由度运动输入输出间一对一的控制关系，易于控制性；

3、本结构采用双并联结构，可应用于高精度、高速度领域不需要连续运动，具有较高的实用价值和广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的立体示意简图。

图2是整体示意结构简图。

具体实施方式