[发明专利]一种辅助驱动单元及含该单元的六自由度并联机构

说明书

本发明属于并联机器人设备技术领域，具体涉及一种辅助驱动单元及含该单元的六自由度并联机构，旨在解决现有技术中六自由度并联机构负载能力有限，不能兼顾高精度和大负载等问题。本发明一种辅助驱动单元包括：线性驱动支链、第一连接件和第二连接件，所述线性驱动支链通过所述第一连接件和所述第二连接件分别与现有六自由度并联机构的定平台中心和动平台中心连接，本发明辅助支链可为动平台提供垂直于动平台平面和平行于动平台平面的额外辅助力。本发明的辅助驱动单元采用力控制模式，已有六自由度并联机构通过安装本发明辅助驱动单元可增加负载能力，提升六自由度并联机构的整体负载能力上限。

技术领域

本发明属于并联机器人设备技术领域，具体涉及一种辅助驱动单元及含该单元的六自由度并联机构。

背景技术

目前，在工业、航天、航空、船舶、天文等领域中，经常使用六自由度并联机构作为位姿定位装置。在一些应用情况中，会出现负载能力不够的情况，需要提高六自由度并联机构的负载能力。典型的情况有如下两个方面：第一个方面，已装备的六自由度并联机构的负载能力不够，需要在现有设备基础之上额外提高负载能力；另一个方面，现有选定类型的驱动单元的负载能力有限，用于某种构型的六自由度并联机构时，此种构型的六自由度并联机构的负载能力已达到上限。

为了提高负载能力，常用的有如下措施或者方法。若是额外增加现有六自由度并联机构的负载能力，则可以在保证机械强度和设备安全的情况下，适当增加驱动单元的驱动力，譬如增加液压单元的供油压力，譬如替换采用驱动能力更大的电机等。若是设计新的六自由度并联机构，则可以在现有约束条件下尽可能选择驱动能力大的驱动单元。但是，即便是采用了上述措施或者方法，有可能仍然不能达到总负载的要求。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中已有的六自由度并联机构负载能力有限的问题以及针对新设计的六自由度并联机构，在六自由度并联机构达到负载性能极限的情况下，提高六自由度并联机构的负载能力上限。本发明提供一种辅助驱动单元及含该单元的并联机构。

其中，本发明第一方面提供一种辅助驱动单元，所述辅助驱动单元包括线性驱动支链、第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件分别设置于所述线性驱动支链两端，所述线性驱动支链通过所述第一连接件和所述第二连接件分别与第一外部结构和第二外部结构连接；

在上述辅助驱动单元的优选技术方案中，所述第一连接件和所述第二连接件均为转动副，且均具有两个转动端，所述第一连接件和所述第二连接件可以为万向节或球铰。

在上述辅助驱动单元的优选技术方案中，所述线性驱动支链还包括动力单元；所述动力单元的外壳通过第三连接件与所述第一连接件的第二转动端固定，所述动力单元可为所述辅助驱动单元提供负载力。

在上述辅助驱动单元的优选技术方案中，所述线性驱动支链还包括外筒，所述外筒第一端与所述动力单元的动力输出端相连，所述外筒第二端与所述第二连接件相连。

在上述辅助驱动单元的优选技术方案中，所述线性驱动支链还包括伸缩杆，在所述动力单元的驱动下所述伸缩杆沿所述外筒可滑动并且绕所述伸缩杆自身的轴线可转动；所述伸缩杆背离所述动力单元的端部与所述第二连接件的第二转动端连接。

在上述辅助驱动单元的优选技术方案中，所述辅助驱动单元还包括第一控制器，所述动力单元的控制端与所述第一控制器信号连接，所述第一控制器采用力控制方式控制所述动力单元。

本发明第二方面提供一种六自由度并联机构，所述六自由度并联机构包括上述辅助驱动单元、所述第一外部结构和所述第二外部机构，所述第一外部结构为定平台，所述第二外部机构为动平台；