[发明专利]含平面副的自调心三转动并联机器人

说明书

本发明提供一种含平面副的自调心三转动并联机器人，包括固定平台、运动平台和连接于固定平台与运动平台之间的三条支链，其特征在于：运动平台为具有三个侧面的三棱台，每个侧面均含有矩形中空结构，圆盘滑块与运动平台共同组成平面运动副，三条支链均含有定第一连杆和第二连杆，其中第一连杆的一端通过第一转动副与固定平台连接，另一端通过第二转动副与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端与圆盘滑块的一面固接。本发明通过驱动每条支链上的第一转动副，运动平台即可获得三个转动自由度，同时引入平面副，改变了传统三转动并联机器人支链中三个转动副同时交于一点的技术方案，只要求支链中两个转动副交于一点，降低了工程实施的技术要求。

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体是涉及一种含平面副的自调心三转动并联机器人。

背景技术

并联机器人与串联机器人在结构和性能特点上呈对偶关系，与传统的串联机器人相比，并联机器人具有结构刚度大，承载力高，惯性小，响应速度快，精度高等优点，被广泛应用在机械制造等相关领域。

少自由度并联机器人以其自身的特点和应用潜力吸引了国内外大批学者进行研究。东华大学杨建国等提出了新颖的全局各向同性三自由度转动并联机器人，该机器人仅由转动副组成，可以实现三个独立解耦的转动自由度。天津大学宋轶民等人发明了一种空间三转动并联机构，可用于机器人关节或机床附件，田延岭等人研制了一种大行程两平动一转动精密定位平台，由基座和设置在其内部的动平台组成，具有结构简单紧凑，输出位移较大，轴向刚度高等特点，可作为纳米微操作系统的辅助定位平台，具有微量进给和精密定位功能。北京工业大学的丁华锋等人研制了一种两转一移的三自由度非对称并联机器人机构，该机构包括动平台、机架以及连接的三个分支。燕山大学的曾达幸等人研制了一种两移动一转动解耦并联机器人机构，包括定平台、动平台以及连接它们的三个分支，结构完全相同的两个分支均由一个圆柱副和两个转动副以及连接他们的两个连杆组成，另一分支由四个转动副和连接它们的三个连杆组成。清华大学的刘辛军等人研制了一种可实现三平动一转动的四自由度单动平台并联机构，该机构主要包括安装执行器的动平台和定平台，连接动平台和定平台之间的是具有相同结构的四条支链，该并联机构具有单平台的结构特征，结构简洁、运动学简单，有利于实现高速运动。

上述研究成果中涉及到不同类型的少自由度并联机器人，但具有三个转动自由度的并联机器人类型仍比较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的含平面副的自调心三转动并联机器人。其技术方案为：

一种含平面副的自调心三转动并联机器人，包括固定平台、运动平台和连接于固定平台与运动平台之间的三条结构相同的支链，其特征在于：运动平台为具有三个侧面的三棱台，每个侧面均含有矩形中空结构，圆盘滑块通过镶嵌在边缘的滚珠可动的嵌入到运动平台的矩形中空结构里面，与运动平台共同组成平面运动副，三条支链均含有第一连杆和第二连杆，其中第一连杆的一端通过第一转动副与固定平台连接，另一端通过第二转动副与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端与圆盘滑块的一面固接，三个第一转动副和三个第二转动副的转动轴线交于同一点。

本发明与现有技术相比，其优点为：（1）通过引入平面副，改变了传统三转动并联机器人支链中三个转动副同时交于一点的技术方案，只要求支链中两个转动副交于一点，能够实现自动调心，降低了工程实施的技术要求；（2）通过驱动每条支链上的第一转动副，运动平台即可获得三个转动自由度，由于电机安装在固定平台上，保证了机器人具有良好的动态特性。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图中：1、固定平台 2、运动平台 3、第二转动副 4、第一连杆 5、第一转动副6、第二连杆 7、圆盘滑块 8、滚珠。

具体实施方式

运动平台2为具有三个侧面的三棱台，每个侧面均含有矩形中空结构，圆盘滑块7通过镶嵌在边缘的滚珠8可动的嵌入到运动平台2的矩形中空结构里面，与运动平台2共同组成平面运动副，三条支链均含有第一连杆4和第二连杆6，其中第一连杆4的一端通过第一转动副5与固定平台1连接，另一端通过第二转动副3与第二连杆6的一端连接，第二连杆6的另一端与圆盘滑块7的一面固接，三个第一转动副5和三个第二转动副3的转动轴线交于同一点。