[发明专利]一种PRS-PRU-PUR并联机构

说明书

本发明属于机器人技术领域。目的是提出了一种用于铝合金结构件的刚度精度高、灵活性好、加工速度快、工作空间大、运动学简单、控制容易的PRS‑PRU‑PUR并联机构。技术方案是：一种PRS‑PRU‑PUR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；所述第一支链包括依次连接于壳状基座与动平台之间的第一移动副、第一转动副、第一连杆以及第一球铰；其中，第一转动副的转动轴线与第一移动副的轴线垂直；所述第二支链包括依次连接于壳状基座与动平台之间的第二移动副、第二转动副、第二连杆以及第二虎克铰；其中，第二转动副的转动轴线与第二移动副的轴线垂直。

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铝合金结构件加工的新型PRS-PRU-PUR并联机构。

背景技术

传统数控机床的机械结构大多采用串联形式，这种串联结构形式使得其运动输出端容易产生累积误差、整体刚度不高、运动惯量大以及动态响应特性差。相比而言，上世纪90年代出现的基于并联机构的新型机床具有结构紧凑、刚度高、无误差积累、运动部件质量小、易于实现高速运动以及具有较高的动态响应特性等优点，在一定程度上弥补了传统数控机床的不足，迎合了机械加工领域对高速切削的需求，得到了广泛关注。然而，并联机床也有其先天的局限性，尤其是六自由度全并联机床，其运动耦合性强、工作空间小、运动学复杂以及数控编程复杂等缺点限制了并联机床的广泛推广应用。随着并联机构的应用以及并联机构学的不断发展进步，少自由度并联机构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，提出了一种用于铝合金结构件的刚度精度高、灵活性好、加工速度快、工作空间大、运动学简单、控制容易的PRS-PRU-PUR并联机构。

本发明提供的技术方案是：

一种PRS-PRU-PUR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；

所述的第一支链包括依次连接于壳状基座与动平台之间的第一移动副、第一转动副、第一连杆以及第一球铰；其中，第一转动副的转动轴线与第一移动副的轴线垂直；

所述的第二支链包括依次连接于壳状基座与动平台之间的第二移动副、第二转动副、第二连杆以及第二虎克铰；其中，第二转动副的转动轴线与第二移动副的轴线垂直，第二虎克铰的第一转动轴线与第二转动副的转动轴线平行；

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、第三虎克铰、第三连杆以及第三转动副；所述第三虎克铰的第一转轴轴线与第三移动副轴线垂直；第三转动副的转动轴线与第三虎克铰的第二转轴轴线平行，还与第二支链中第二虎克铰的第二转轴轴线平行。

所述的第一支链和第二支链中，第一移动副与第二转动副的转动轴线相互平行。

第二支链的虎克铰的第二转轴轴线通过第一支链的第一球铰中心；所述第三支链中虎克铰的第一转轴轴线与第一支链的第一转动副轴线平行。

第一支链中，第一转动副的转动轴线垂直且相交于第一移动副的第一导杆轴线；第二支链中，第二转动副的转动轴线垂直且相交于第二移动副的第二导杆轴线。

所述三条支链中，第一移动副、第二移动副、第三移动副的轴线相互平行。

三个支链中的移动副均为主动驱动副；输入驱动依靠伺服电机带动滚珠丝杠驱动移动副实现。