[发明专利]一种运动解耦的三自由度两平移一转动并联机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联机器人机构，为机器人执行器等提供一个新的、运动解耦的两平移一转动并联机构。

背景技术

并联结构的操作手已得到了工业应用，特别是实现空间三平移功能的Delta操作手，已在高速抓放、定位装配、搬运、分拣、上下料等工艺上发挥了很好的作用；具有三平移一转动功能的并联操作手，在市场上也已见到。例如，2003年杨廷力申请的专利200310106012.4，提出了一组5个三平移一转动并联机构；2006年开始，Pierrot等相继发明了H4、I4、Par4系列的四自由度SCARA型(即三平移一转动)操作手，黄田教授开发了四自由度三平移一转动的Cross-IV型高速搬运机器人；而专利201210435375.1提出了一种实现三平移一转动的并联机构，并研制了样机。发明专利申请号201510564382.5、201510567133.1、201510564195.7、201510566039.4、201510566840.9，也公开了一批三平移一转动并联机器人的新机型。

但三自由度两平移一转动并联机构，特别是运动解耦的结构还不多。因此，要提出新的运动解耦的两平移一转动并联机构。

发明内容

本发明的目的是要克服现有技术的不足，而提供一个新的运动解耦的两平移一转动并联机构，这个机构具有刚性好、结构简单、运动解耦、结构耦合度低，运动学正解简单等优点。

本发明的技术方案是，一种运动解耦的三自由度两平移一转动并联机构，包括静平台(0)、动平台(9)以及连接静平台(0)、动平台(9)的复杂支链和无约束支链(R₇S₁S₂)，其特征在于复杂支链由一个产生两平移的子并联机构的子动平台(4)串联一个转动副六(R₆)构成，而子并联机构包含支链I、II，支链I中的构件一(1)的一端与静平台(0)用转动副一(R₁)连接，另一端用转动副三(R₃)与构件三(3)的一端连接，而构件三的另一端与子动平台(4)用转动副四(R₄)连接，且转动副一(R₁)、转动副三(R₃)与转动副四(R₄)的轴线平行；支链II中的构件二(2)的一端与静平台(0)用转动副二(R₂)连接，另一端用与转动副二(R₂)轴线平行的转动副五(R₅)，连接于由两个转动副(R_a、R_b)、两个球副(Sa、Sb)组成的平行四边形的短边一(R_aR_b)，其对边短边二(S_aS_b)为子动平台(4)的一部分，杆五(5)与杆六(6)的长度相等，转动副(R_a、R_b)的轴线平行，且与转动副五(R₅)的轴线垂直；

进一步，运动解耦的三自由度两平移一转动并联机构，其动平台(9)的一端用转动副六(R₆)与固定于子动平台(4)的一固定杆(MN)的一端连接，其另一端用球副二(S₂)与构件八(8)的一端连接；构件八(8)的另一端与构件七(7)的一端用球副一(S₁)连接，构件七(7)的另一端用转动副七(R₇)与静平台(0)连接。同时，其静平台(0)上的三个转动副，可用移动副替代；构件八(8)两端的球副一或球副二可用万向节替代。该机构具有运动解耦性，且耦合度为零，因此，位置正解分析容易。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。