[发明专利]一种五自由度串并联机构

说明书

本发明涉及一种五自由度串并联机构，它包括成上下间隔设置的动平台和静平台，动平台上设有能绕自身轴线转动的回转运动平台，回转运动平台通过回转驱动副与动平台相连；动平台和静平台之间连接有四条运动支链，相邻的两条运动支链构成第一组运动链，另两个构成第二组运动链，且第一组运动链和第二组运动链在任一截面上的四个点均能依次首尾相接围成四边形；第一组运动链中两条运动支链各包括一个移动副和两个万向节；第二组运动链中两条运动支链各包括一个移动副、一个万向节和一个转动副，四个移动副均为原动件。故本发明只具有五个自由度，省去了冗余的自由度，而且可以在较小的尺寸下获得较大的行程，整体结构简单对称。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种五自由度串并联机构。

背景技术

目前在机器人领域，六自由度工业机器人应用最为广泛，其灵活度高，工作范围大，关节上相对运动部件容易密封防尘，其中六自由度运动平台，可以模拟出各种空间运动姿态，故广泛地应用到各种模拟训练器，如飞行模拟器、舰艇模拟器、海军直升机起降模拟平台等等。

其中，在研究和分析太空环境下太阳光照对星载设备的影响作用时，需要在地面真空环境下测试星载设备受到不同方位和角度的光照时的变化和响应情况，需要借助模拟运动姿态的平台来实现，即位姿调整平台通过连续调节动平台运动，来实现星载设备姿态的变化，现有的位姿调整平台往往采用的是六自由度平台，但是它具有一定的局限性。它的不足之处在于：需要占据较大的空间尺寸，而且具有冗余的自由度，结构复杂、各零部件不紧凑，与外部结构尺寸干涉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种五自由度串并联机构，以解决现有技术中的空间尺寸大且具有冗余的自由度的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种五自由度串并联机构，包括成上下间隔设置的动平台和静平台，所述动平台上设有能绕自身轴线转动的回转运动平台，所述回转运动平台通过回转驱动副与所述动平台相连；

所述动平台和所述静平台之间通过四条运动支链连接，其中，相邻的两条运动支链构成第一组运动链，另两个构成第二组运动链，且所述第一组运动链和所述第二组运动链在任一截面上的四个点均能依次首尾相接围成四边形；

所述第一组运动链中两条运动支链为两个UPU分支，各包括一个移动副和两个万向节，所述移动副的一端通过一个所述万向节与所述动平台连接，另一端通过一个所述万向节与所述静平台连接；

所述第二组运动链中两条运动支链为两个RPU分支，各包括一个移动副、一个万向节和一个转动副，所述移动副的一端通过万向节与所述动平台连接，另一端与通过转动副与所述静平台连接；

各个所述移动副均为原动件且能沿相应的运动支链设置方向做伸缩运动。

本发明通过四条运动支链连接在动平台和静平台之间，四条运动支链在任一截面上的四个点均能依次首尾相接围成四边形使四条运动支链具有联动性。再通过利用四条运动支链中的四个移动副作为原动件，利用四个移动副的协同运动，实现动平台的移动，动平台的移动即可以带动其上的回转运动平台移动，同时回转运动平台可绕自身旋转轴线转动。本发明将回转回转运动平台作为调姿平台，将星载设备放在回转运动平台上，可以模拟星载设备姿态的变化，将姿态的变化作为实验过程中的自变量输入，从而有效反映姿态变化对星载设备工作情况的影响作用。