[发明专利]具有2T1R和3T两种运动模式的并联机构

说明书

本发明公开的具有2T1R和3T两种运动模式的并联机构，包括三角形的动平台和定平台，动平台分别通过第一支链、第二支链及第三支链与定平台连接，从而实现两移动一转动与三移动运动模式的转变，并且不需要重新组装就能实现运动模式的变换，还具有刚度高、精确度高及灵巧性强的特点。

技术领域

本发明属于机器人领域，涉及一种具有2T1R和3T两种运动模式的并联机构。

背景技术

并联机器人机构为空间多自由度多环闭链形式。自上世纪八十年代以来，并联机构因其具有刚度高、承载能力大、累积误差小、动态特性好、结构紧凑等特点而在虚拟轴机床、微动操作台、运动模拟器以及多维力传感器等行业领域获得广泛应用。并联机构具有2、3、4、5或6个自由度，目前，对6个自由度并联机构的研究较为全面和深入，但并联机构自由度的减少将使得机构结构更为简单，制造和控制成本相对较低，故在满足预期工作要求的情况下，少自由度并联机器人有其独特的优势。

具有多种运动模式的并联机构，也称为具有多种操作模式、位移子群可变、具有运动分岔、或者可重构并联机构，其特征为：较少的驱动副可以实现多种运动模式，且运动模式变换时不需要对机构进行重新组装，因而可以快速实现机构重构，一些此类并联机构在进行运动模式变换时，均需要通过机构的奇异位形。具有多种运动模式的并联机构使用较少的驱动可实现多种运动模式，以较少的成本可以提升机器适应实际工业生产中的多样的需求。

目前实现两移动一转动与三移动运动模式转变的并联机构较少。这类新型并联机构在工业生产中的装配、抓取等方面具有一定的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供具有2T1R和3T两种运动模式的并联机构，能够实现两移动一转动与三移动运动模式的转变，具有刚度高、精确度高及灵巧性性强的特点。

本发明所采用的技术方案是：具有2T1R和3T两种运动模式的并联机构，包括三角形动平台和定平台，动平台分别通过第一支链、第二支链及第三支链与定平台连接。

本发明的特点还在于，

第一支链包括与定平台连接的第一连杆，第一连杆依次连接有移动副P₁₁、第二连杆、转动副R₁₁、第三连杆、转动副R₁₂、第四连杆、转动副R₁₃，转动副R₁₃与动平台连接。

移动副P₁₁、转动副R₁₁的转动轴线、转动副R₁₂的转动轴线及转动副R₁₃的转动轴线均垂直于水平面设置。

移动副P₁₁和转动副R₁₁上均连接有驱动电机。

第二支链包括与定平台连接的虎克铰U₂₂，虎克铰U₂₂依次连接有第六连杆、移动副P₂₁、第五连杆及虎克铰U₂₁，虎克铰U₂₁与动平台连接。

虎克铰U₂₁中与动平台连接的转动副的转动轴线与虎克铰U₂₂中与定平台连接的转动副的转动轴线水平设置且相互平行，虎克铰U₂₁与虎克铰U₂₂中相邻的两个转动副的转动轴线平行设置。

移动副P₂₁连接有驱动电机。

第三支链包括与定平台连接的球副S₃₂，球副S₃₂依次连接有第八连杆、移动副P₃₁、第七连杆及球副S₃₁，球副S₃₁与动平台连接。

移动副P₃₁连接有驱动电机。