[发明专利]一种具有高刚度的两转一移冗余驱动并联机构

说明书

本发明公开了一种具有高刚度的两转一移冗余驱动并联机构；属于机器人和机械制造领域。本发明包括定平台、动平台及两条RPRU支链和两条PRRU支链；所述动平台包括动平台一和动平台二；两条PRRU支链对称设置在动平台二两侧，两条RPRU支链对称设置在动平台一两侧，动平台一与动平台二用动平台转动副连接。本发明通过添加冗余驱动，克服了少自由度并联机构工作空间内的奇异。当选取四个支链的第一运动副作为机构的输入时，可以使动平台具有两个转动自由度和一个自由度。本发明具有机构结构简单紧凑、承载力大、精度和刚度高、动力学性能好、便于控制等优点。

技术领域

本发明涉及机器人和机械制造领域，特别涉及一种具有高刚度的两转一移冗余驱动并联机构。

背景技术

并联机构是由多个支链构成的闭环，相比于串联机构具有惯性小、刚度大、承载能力高、无误差累积等优点，在应用上与串联机器人呈互补关系，但是并联机构也存在一些明显的不足，如奇异性、标定困难、工作空间小。少自由度的冗余并联机构具有结构简单、承载力大、工作空间大、容易控制等优点，广泛应用于铣削、钻铆、焊接、并联机床等领域，这种机构可用做五轴混联机床的并联模块，提高机床的灵活度、转动能力、精度等性能，现在已成为机器人和制造领域的热点，如德国DS Technologie公司研制的Sprint Z3三自由度并联主轴头。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题作出改进，提出一一种具有高刚度的两转一移冗余驱动并联机构。旨在通过添加冗余驱动，以克服少自由度并联机构工作空间内的奇异，还使得机构的容易控制，能提高该机构综合性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有高刚度的两转一移冗余驱动并联机构，其特征在于，包括定平台、动平台及两条RPRU支链和两条PRRU支链；所述动平台包括动平台一和动平台二；两条PRRU支链对称设置在动平台二两侧，两条RPRU支链对称设置在动平台一两侧，动平台一与动平台二用动平台转动副连接；

所述RPRU支链由RPRU支链第一连接杆和RPRU支链第二连接杆用RPRU支链第一移动副、RPRU支链第二转动副连接；所述RPRU支链第一连接杆的另一端与定平台用RPRU支链第一转动副连接，所述RPRU支链第二连接杆与动平台一用RPRU支链第三转动副连接；RPRU支链第一移动副用驱动副驱动；

所述PRRU支链由PRRU支链第一连接杆和PRRU支链第二连接杆用PRRU支链第二转动副连接；所述PRRU支链第一连接杆的另一端与定平台用PRRU支链第一转动副、PRRU支链第一移动副连接，所述PRRU支链第二连接杆与动平台二用PRRU支链第三转动副连接；PRRU支链第一移动副用驱动副驱动；驱动PRRU支链第一移动副的驱动副固定在定平台上；所述PRRU支链第一移动副卡设在定平台的滑轨上并在滑轨上滑动。

进一步的技术方案在于，所述PRRU支链第三转动副的转动副轴线与PRRU支链第一转动副的转动副轴线和PRRU第二转动副的转动副轴线垂直，PRRU第一转动副的转动副轴线平行于PRRU第二转动副的转动副轴线。

进一步的技术方案在于，所述RPRU支链第三转动副的转动副轴线与RPRU支链第一转动副的转动副轴线和RPRU第二转动副的转动副轴线垂直，RPRU第一转动副的转动副轴线平行于RPRU第二转动副的转动副轴线。

进一步的技术方案在于，所述动平台二为凹型，所述动平台一置于动平台二的凹槽内，并在凹槽内用动平台转动副连接。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明实现动平台相对定平台两转一移的三自由度运动输出；该并联机构结构简单紧凑，驱动分布对称，各项同性，控制简单，综合性能好；机构有四个输入运动，它们彼此相互冗余，驱动时要满足一定的运动协调条件，机构才可实现确定运动；采用冗余驱动可以克服奇异，增大工作空间；承载能力大、稳定性强、精度高，在高速、精度以及高刚度加工领域有着广泛应用前景。

附图说明