[发明专利]一种可三维平动的3-RPaRR-3-RRPaR机构

说明书

本发明公开了一种可三维平动的3‑RPaRR‑3‑RRPaR机构，包括上平台、中间平台、下平台、三个驱动臂和三个驱动模块，所述驱动臂中部通过转动副安装在中间平台上，驱动臂一端通过一个从动臂与上平台铰接相连，另一端与通过另一个从动臂与下平台铰接相连，一个驱动臂和其两端从动臂构成一条支链，上平台、中间平台和下平台之间通过三条支链相连，使得上平台、中间平台和下平台之间可以相对平动，三条支链在中间平台上呈三角形分布，每条支链的驱动臂均通过一个对应的驱动模块驱动绕其转动副旋转。本发明能够实现下平台相对上平台的三维平动，工作空间大，精度高，运行效率高、承载能力强。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种3-RRPaR机构，具体涉及一种可三维平动的3-RPaRR-3-RRPaR机构。

背景技术

3-RRPaR机构有三条均匀布置且相同的支链，电机驱动旋转关节旋转，关节连接一根连杆，连杆末端放置一个平行于驱动旋转关节的R关节。再连接一个平行四边形P_a，在平行四边形的另一端再连接一个R关节，这个关节与末端执行器相连。3-RRPaR机构机构能够实现三自由度的平动，机构的结构精密、紧凑，具有承载能力强、刚度大、动态性能好等特点。因为其闭环结构的原因，并联机构普遍存在结构尺寸偏大而工作空间却很小的缺陷。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题。提出了一种可三维平动的3-RPaRR-3-RRPaR机构，在保存原3-RRPaR机构的结构精密、紧凑、承载能力强、刚度大等优点外，增大了机构的工作空间和运行速度，从而提高了工作效率以及经济效益。

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：

一种可三维平动的3-RPaRR-3-RRPaR机构，其特征在于：包括上平台、中间平台、下平台、三个驱动臂和三个驱动模块，所述驱动臂中部通过转动副安装在中间平台上，驱动臂一端通过一个从动臂与上平台铰接相连，另一端与通过另一个从动臂与下平台铰接相连，一个驱动臂和其两端从动臂构成一条支链，上平台、中间平台和下平台之间通过三条支链相连，使得上平台、中间平台和下平台之间可以相对平动，三条支链在中间平台上呈三角形分布，每条支链的驱动臂均通过一个对应的驱动模块驱动绕其转动副旋转。

作为改进，所述中间平台上设有供驱动臂转动的避让槽，三个驱动臂所在的转动平面相交于一条线，该交线与中间平台垂直。

作为改进，所述从动臂为平行四边形机构，平行四边形机构由两个短边杆和两个长边杆依次铰接相连组成，两个短边杆对应从动臂的两端，所述驱动臂、上平台和下平台与平行四边形机构的短边杆铰接相连。

作为改进，所述平行四边形机构的短边杆与长边杆通过铰链装置相连，所述铰链装置包括连接件和销轴，所述销轴一端固定安装在短边杆上，另一端通过轴承安装在连接件内，所述连接件与长边杆固定相连。

作为改进，所述驱动模块包括轴承座、辅助轴和驱动电机，所述轴承座固定安装在中间平台上，所述驱动臂中部通过辅助轴安装在轴承座内，同时驱动臂中部通过联轴器与驱动电机相连，驱动电机通过电机座安装在中间平台上。

作为改进，三个驱动臂与中间平台安装的转动点所在圆的直径小于三个从动臂与上平台铰接点所在圆的直径，且大于三个从动臂与下平台铰接点所在圆的直径。

作为改进，三个驱动臂与中间平台安装的转动点在中间平台上呈等边三角形分布。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明基于3-RRPaR机构，结构紧凑，刚度高，承载能力大，累积误差小，精度较高。

主动臂驱动电机固定在中间平台上，使得下平台重量较轻，运动惯量小，运动速度高，动态响应好。

此机构能够实现下平台相对上平台的三维平动，工作空间大，精度高，运行效率高、承载能力强。