[发明专利]一种一维平移二维转动并联机构操作手

说明书

本发明公开了一种一维平移二维转动并联机构操作手，包括定平台N、动平台M、三条支链，三条支链由复杂支链Ⅰ、简单支链Ⅱ和简单支链Ⅲ组成；所述定平台N、动平台M通过一条复杂支链和两条简单支链连接，三条支链的复合运动构成了动平台M的输出运动；两条简单支链都为无约束支链；所述复杂支链Ⅰ和简单支链Ⅱ、简单支链Ⅲ结构互不相同，复杂支链Ⅰ对动平台M产生一维移动和二维转动的作用。本发明采用三条支链连接动平台和定平台来构建并联机构操作手，该操作手能实现空间一维平动和二维转动，是一种新型的并联机构操作手。

技术领域

本发明涉及一种一维平移二维转动并联机构操作手，属于并联机器人技术领域。

背景技术

并联机构有精度较高、刚性高、结构稳定、热变形量较小等优点，它可以改善串联机构很难突破的许多限制，因而引起了国内外学者广泛的研究，是当今极具前景的一类科研项目。

目前已知的三自由度并联机构操作手并不多，许多特定功能以及特定工作场景找不到合适的操作手，因此需要进行三自由度操作手的创新能增加该操作手的机构类型并达到优选的目的。

发明内容

本发明提供了一种一维平移二维转动并联机构操作手，通过一条复杂支链和两条简单支链连接动、定平台构成，能够实现空间一维移动和二维转动。

本发明的技术方案是：一种一维平移二维转动并联机构操作手，包括定平台N、动平台M、三条支链，三条支链由复杂支链Ⅰ、简单支链Ⅱ和简单支链Ⅲ组成；

所述定平台N、动平台M通过一条复杂支链和两条简单支链连接，三条支链的复合运动构成了动平台M的输出运动；

所述简单支链Ⅱ和简单支链Ⅲ结构完全相同，两条简单支链都为无约束支链；

所述复杂支链Ⅰ和简单支链Ⅱ、简单支链Ⅲ结构互不相同，复杂支链Ⅰ对动平台M产生一维移动和二维转动的作用；

所述三条支链一端的运动副分别与定平台N连接，三条支链另一端的运动副分别与动平台M连接，三条支链互不相交，并且三条支链的位置能任意交换。

所述复杂支链Ⅰ由一个具备一维平移与一维转动的子并联机构通过第九连接杆9串联一个固定在动平台M上的转动副R111而成。

所述子并联机构由三条简单支链a、简单支链b、简单支链c和子动平台P组成，子动平台P为三角形机构，简单支链a、简单支链b和简单支链c在支链不相交的条件下能通过平移任意交换位置；其中简单支链a、简单支链b、简单支链c的一端与定平台N连接，简单支链a、简单支链b、简单支链c的另一端子动平台P连接，子动平台P与第九连接杆9连接。

所述简单支链a结构为：第一连接杆1的一端通过转动副R11与定平台N连接，第一连接杆1另一端通过转动副R12与第二连接杆2的一端连接，第二连接杆2另一端通过转动副R13与第三连接杆3连接，第三连接杆3与动平台P焊接；其中，转动副R11、转动副R12和转动副R13互相平行；简单支链a以转动副R11作为驱动副，并且简单支链a能由SOC｛-R‖R⊥P-｝和SOC｛-P⊥R⊥P-｝支链替代；

所述简单支链b结构为：第四连接杆4的一端通过转动副R14与定平台N连接，第四连接杆4另一端通过转动副R15与第五连接杆5的一端连接，第五连接杆5另一端通过转动副R16与第六连接杆6一端连接，第六连接杆6另一端与转动副R17连接，转动副R17与子并联机构的动平台P连接；其中，转动副R14、转动副R15和转动副R16互相平行，转动副R17的轴线与转动副R14、转动副R15和转动副R16的轴线垂直；简单支链b以转动副R14作为驱动副，并且简单支链b能由SOC｛-P⊥R‖R⊥R-｝支链替代；