[发明专利]一种三自由度2PRU-PSR并联机构

说明书

本发明属于机器人技术领域。目的是提出了一种能够用于加工铝合金结构件的刚度精度高、灵活性好、加工速度快的三自由度2PRU‑PSR并联机构。技术方案是：一种三自由度2PRU‑PSR并联机构，包括壳状基座、带有电主轴的动平台以及并联连接在壳状基座与动平台之间的第一支链、第二支链和第三支链；所述的第一支链和第二支链结构相同且均依次包括连接于壳状基座与动平台之间的移动副、转动副、连杆以及虎克铰；每个支链中，转动副的转动轴线与移动副的轴线垂直，虎克铰的第一转动轴线与转动副的转动轴线平行；所述的第一支链和第二支链中，两个虎克铰的第二转动轴线共轴，两个转动副的转动轴线相互平行。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种能够用于加工铝合金结构件的新型三自由度2PRU-PSR并联机构。

背景技术

目前传统的工业机器人大多为串联结构，该结构形式为开环且各关节控制形式独立没有耦合，具备结构形式简易、控制容易、工作空间大、正运动学方便求解等优质特性。基于以上优势，串联机器人已大量投入市场且技术相当成熟。但是，串联机器人开链的结构形式也会使得各个关节构件之间的变形量相互累加，使得机器人整体的刚度减小；同时各个关节构件之间的制造误差、装配误差、传动误差等误差因素也会累计增加，限制串联机器人的加工精度。因此在机床领域要求零件加工越来越精密的条件下，传统的串联机器人并不能胜任这类加工任务。为了突破这一技术瓶颈，并联机器人成为国内外学者和领域内研究人员的重点关注课题。尤其是少自由度的并联机构，随着对并联机构的研究和并联机构学的不断发展，越来越受到研究者的重视和青睐。相对于全并联六自由度机构而言，少自由度并联机构具有运动学简单、耦合性弱、容易模块化等优点，一些少自由度并联机构已经在工业领域中得到了成功应用。

现有的并联机构发明公布专利(如CN 101066593A、CN 106903677A、CN107175654A)，机构内部的铰链数过多，影响加工精度，且结构复杂，生产加工难。因此，提出一种加工性能好、生产加工容易的少自由度并联机构十分有必要。

发明内容

本发明克服了上述背景技术中的不足，提出了一种能够用于加工铝合金结构件的刚度精度高、灵活性好、加工速度快的三自由度2PRU-PSR并联机构。

本发明提供的技术方案是：

一种三自由度2PRU-PSR并联机构，包括壳状基座、带有电主轴的动平台以及并联连接在壳状基座与动平台之间的第一支链、第二支链和第三支链；

所述的第一支链和第二支链结构相同且均依次包括连接于壳状基座与动平台之间的移动副、转动副、连杆以及虎克铰；每个支链中，转动副的转动轴线与移动副的轴线垂直，虎克铰的第一转动轴线与转动副的转动轴线平行；所述的第一支链和第二支链中，两个虎克铰的第二转动轴线共轴，两个转动副的转动轴线相互平行；

所述的第三支链依次包括连接于安装基座与动平台的第三移动副、第三球铰、第三连杆以及第三转动副。

所述第三支链中第三转动副的转动轴线与第一支链以及第二支链中的两个虎克铰的第二转轴轴线平行。

第一转动副轴线垂直且相交于第一移动副的第一导杆轴线，第二转动副轴线垂直且相交于第二移动副的第二导杆轴线。

所述的三条支链中的移动副轴线相互平行。

三条支链中的移动副均为驱动副；输入驱动依靠伺服电机带动滚珠丝杠驱动移动副实现。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的并联机构可以执行空间两转动一移动运动，具有刚度精度高、灵活性好、加工速度快、工作空间大、运动学相对简单、控制容易等优点。

附图说明

图1为本发明实施例的PRS-PRU-PUR并联机构示意图。

图2为图1所示的并联机构中第一支链的立体结构示意图。