[实用新型]一种无耦合一维移动二维转动三自由度并联机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别是涉及到了一种无耦合一维移动二维转动三自由度并联机构。

背景技术

空间少自由度并联机器人机构和传统的六自由度并联机构相比，具有结构简单，设计、制造和控制的成本都相对较低的特点。因此，少自由度并联机器人是目前国际并联机器人学术界和工业界关注的热点。

目前，从资料看，已经实用新型出来的三自由度并联机器人有Clavel在1988年提出DELTA并联机器人；Cox在1981年提出的3-3R三自由度球面并联机构；Hunt在1983年提出的空间三自由度3-RPS并联机构。

另外，在三自由度中并联机构中对于两转动一移动并联机构的研究也有一定的进展，例如公告号为CN103144096B、公告日为2015年4月8日的中国专利公开的两转一移三自由度无过约束非对称并联机构，公告号为CN201389855Y、公告日为2010年1月27日的中国专利公开的具有两转一移三自由度的并联机构以及公告号为CN102962835A、公告日为2013年3月13日的中国专利公开的无伴随运动的对称两转一移并联机构涉及到了两转动一移动并联机构。然而，上述机构虽然能实现两转动一移动，但是解耦性没有很好解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无耦合一维移动二维转动三自由度并联机构，以解决现有两转动一移动并联机构的解耦性差的问题。

为了解决上述问题，本实用新型的无耦合一维移动二维转动三自由度并联机构采用以下技术方案：无耦合一维移动二维转动三自由度并联机构，包括动平台、静平台和连接在动、静平台之间的分支运动链，分支运动链有两条，其中一条为混合链，另一条为单开链，所述混合链包括一个闭合回路结构和一个转动副，闭回路结构包括第一子分支和第二子分支，第一子分支包括与静平台连接的第一移动副和与第一移动副连接的第二转动副，第二转动副的轴线与第一移动副的中心线垂直；第二子分支包括自静平台开始依次连接的第三转动副、第四转动副、第五转动副、第六转动副和第七虎克铰，第四转动副的轴线与第五转动副的轴线平行并且均垂直于第三转动副的轴线，第七虎克铰与第六转动副相邻的转动轴线平行于第六转动副的轴线并且垂直于第五转动副的轴线，第七虎克铰的另一条转动轴线平行于第五转动副的轴线，第一子分支与第二子分支在第二转动副处形成闭回路机构并且通过串联的第八转动副与动平台连接，在混合链中，第一子分支的主动副为第一移动副，第二子分支的主动副为第三转动副；单开链包括自静平台向动平台依次连接的第九移动副、第十一移动副、第十二转动副和第十三转动副，其中第九移动副的中心线与第三转动副的轴线、第十转动副的轴线以及第十二转动副的轴线均互相平行，第十一移动副的中心线垂直于第九移动副的中心线，第十三转动副的轴线垂直于第第二转动副的轴线，单开链的主动副为第九移动副；混合链的第八转动副的轴线与单开链的第十三转动副的轴线平行，第一移动副的中心线垂直于第三转动副的轴线和第九移动副的中心线。

所述第九移动副的位置高于第三转动副和第一移动副。

所述第九移动副通过一个立架设于静平台上。

所述第九移动副和第一移动副通过电机和丝杠螺母机构驱动。

所述电机为伺服电机。

所述第三转动副通过电机和减速机驱动。

本实用新型通过一个混合链与一个单开链来连接动、静平台，并且在混合链中，第一子分支的主动副为第一移动副，第二子分支的主动副为第三转动副，单开链的主动副为第九移动副，混合链的第八转动副的轴线与单开链的第十三转动副的轴线平行，第一移动副的中心线垂直于第三转动副的轴线和第九移动副的中心线。因此，本实用新型的无耦合一维移动二维转动三自由度并联机构可以实现无耦合的一维平动和两维转动。

附图说明

图1是无耦合一维移动二维转动三自由度并联机构的实施例的原理图；

图2是无耦合一维移动二维转动三自由度并联机构的实施例的结构示意图。

具体实施方式

无耦合一维移动二维转动三自由度并联机构的实施例，如图1-2所示，该并联机构包括静平台101、动平台102以及连接在动、静平台之间的两个分支运动链，其中动平台102和静平台101均为长方体结构，分支运动链中的一条为混合链103，另一条为单开链104。