[发明专利]一种相对自由度为三的可重构并联机器人机构

权利要求书

1.一种相对自由度为三的可重构并联机器人机构，该并联机器人机构包括：基座(1)，第一至第三支链组件(2-1、2-2、2-3)，动平台(3)，末端执行器(4)；

第一支链组件(2-1)包括：第一单环机构(9-1)，第六至第八连杆(10-6、10-7、10-8)，第一动平台连接杆(12-1)，第十三至第二十轴承(11-13、11-14、11-15、11-16、11-17、11-18、11-19、11-20)，第五至第八连接轴(13-5、13-6、13-7、13-8)，第十三至第二十轴承座(14-13、14-14、14-15、14-16、14-17、14-18、14-19、14-20)；

第一单环机构(9-1)包括：第一至第五连杆(10-1、10-2、10-3、10-4、10-5)，第一至第十二轴承(11-1、11-2、11-3、11-4、11-5、11-6、11-7、11-8、11-9、11-10、11-11、11-12)，第一至第四连接轴(13-1、13-2、13-3、13-4)，第一至第十二轴承座(14-1、14-2、14-3、14-4、14-5、14-6、14-7、14-8、14-9、14-10、14-11、14-12)，第一、第二驱动电机(5-1、5-2)，第一、第二电机座(6-1、6-2)，第一、第二联轴器(7-1、7-2)，第一、第二主轴(8-1、8-2)；

第一单环机构(9-1)中，第二连杆(10-2)与第四连杆(10-4)相连形成的转动副、第三连杆(10-3)与第五连杆(10-5)相连形成的转动副和第四连杆(10-4)与第五连杆(10-5)相连形成的转动副平行，第一联轴器(7-1)和第二联轴器(7-2)轴线不平行，第一连杆(10-1)与第三连杆(10-3)相连形成的转动副和第一联轴器(7-1)轴线不平行，第二连杆(10-2)与第四连杆(10-4)相连形成的转动副和第二联轴器(7-2)轴线不平行，第三连杆(10-3)与第一连杆(10-1)相连形成的转动副和第三连杆(10-3)与第五连杆(10-5)相连形成的转动副不平行；

构成第一支链组件(2-1)的零部件间的连接：第一驱动电机(5-1)和第二驱动电机(5-2)分别安装在第一电机座(6-1)和第二电机座(6-2)上，第一驱动电机(5-1)通过第一联轴器(7-1)与第一主轴(8-1)相连，第二驱动电机(5-2)通过第二联轴器(7-2)与第二主轴(8-2)相连；

第五、第六轴承座(14-5、14-6)固定在第一连杆(10-1)上，第七、第八轴承座(14-7、14-8)固定在第四连杆(10-4)上，第九至第十四轴承座(14-9、14-10、14-11、14-12、14-13、14-14)固定在第五连杆(10-5)上，第十五、第十六轴承座(14-15、14-16)固定在第六连杆(10-6)上，第十七、第十八轴承座(14-17、14-18)固定在第七连杆(10-7)上，第十九、第二十轴承座(14-19、14-20)固定在第八连杆(10-8)上；

第一连杆(10-1)通过第一主轴(8-1)和第一、第二轴承(11-1、11-2)与第一、第二轴承座(14-1、14-2)相连形成转动副，第二连杆(10-2)的一端通过第二主轴(8-2)和第三、第四轴承(11-3、11-4)与第三、第四轴承座(14-3、14-4)相连形成转动副；

第三连杆(10-3)的一端通过第一连接轴(13-1)和第五、第六轴承(11-5、11-6)与第五、第六轴承座(14-5、14-6)相连形成转动副；第二连杆(10-2)的另一端与通过第二连接轴(13-2)和第七、第八轴承(11-7、11-8)与第七、第八轴承座(14-7、14-8)相连形成转动副；

第三连杆(10-3)的另一端通过第三连接轴(13-3)和第九、第十轴承(11-9、11-10)与第九、第十轴承座(14-9、14-10)相连形成转动副；第四连杆(10-4)通过第四连接轴(13-4)和第十一、第十二轴承(11-11、11-12)与第十一、第十二轴承座(14-11、14-12)相连形成转动副；

第六连杆(10-6)通过第五连接轴(13-5)和第十三、第十四轴承(11-13、11-14)与第十三、第十四轴承座(14-13、14-14)相连形成转动副；第七连杆(10-7)通过第六连接轴(13-6)和第十五、第十六轴承(11-15、11-16)与第十五、第十六轴承座(14-15、14-16)相连形成转动副；第八连杆(10-8)通过第七连接轴(13-7)和第十七、第十八轴承(11-17、11-18)与第十七、第十八轴承座(14-17、14-18)相连形成转动副；

第一动平台连接杆(12-1)的一端通过第八连接轴(13-8)和第十九、第二十轴承(11-19、11-20)与第十九、第二十轴承座(14-19、14-20)相连形成转动副；

第二支链组件(2-2)和第三支链组件(2-3)与第一支链组件(2-1)完全相同；

并联机器人机构通过第一、第二、第三支链组件(2-1、2-2、2-3)与基座(1)、动平台(3)和末端执行器(4)连接构成：第一支链组件(2-1)中第一单环机构(9-1)的第一、第二电机座(6-1、6-2)与第一至第四轴承座(14-1、14-2、14-3、14-4)固定在基座(1)上，第一支链组件(2-1)的第一动平台连接杆(12-1)固定在动平台(3)上；第二、第三支链组件(2-2、2-3)与基座(1)、动平台(3)的连接方式完全相同；

在本机构中，末端执行器(4)固定在动平台(3)上，当驱动电机(5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6)运动时，单环机构(9-1、9-2、9-3)进入不同的工作模式，动平台(3)作三个平动、两个平动一个转动、一个平动两个转动和三个转动的三自由度运动。