[发明专利]一种高性能的三自由度冗余驱动完全对称并联机构

说明书

本发明公开了一种高性能的三自由度冗余驱动完全对称并联机构，属于机器人技术领域。本发明包括动平台、定平台及4条完全相同的PRRR支链；所述动平台包括动平台一和动平台二；两条PRRR支链对称设置在动平台一两侧，且每条PRRR支链一端连接定平台，另一端连接动平台一；剩余两条PRRR支链对称设置在动平台二两侧，且每条PRRR支链一端连接定平台，另一端连接动平台二；动平台一与动平台二用动平台转动副连接；由于本发明引入了冗余驱动的完全对称机构，因此具有结构简单、刚度大、承载力强、工作空间大、驱动稳定性及负载分配性好、动力学性能好、便于控制等优点。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种高性能的三自由度冗余驱动完全对称并联机构。

背景技术

三自由度的并联执行机构具有刚度强，承载能力大，工作空间大，驱动稳定性，负载分配性好等优点，广泛应用于铣削、钻铆、焊接等领域，引入冗余驱动且完全对称的三自由度并联机构机构简单，便于控制分析，综合性能优越，对于提高机床灵活度、转动能力，提升精度，满足曲面加工及复杂加工工艺要求具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明提供一种高性能的三自由度冗余驱动完全对称并联机构，旨在不仅引入冗余驱动，使其具有完全对称性，使得机构的运动学和动力学分析和控制极为容易，提高了综合性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高性能的三自由度冗余驱动完全对称并联机构，其特征在于：包括动平台、定平台及4条完全相同的PRRR支链；所述动平台包括动平台一和动平台二；两条PRRR支链对称设置在动平台一两侧，且每条PRRR支链一端连接定平台，另一端连接动平台一；剩余两条PRRR支链对称设置在动平台二两侧，且每条PRRR支链一端连接定平台，另一端连接动平台二；动平台一与动平台二用动平台转动副连接；

所述PRRR支链由支链第一连接杆和支链第二连接杆用第二转动副连接；所述支链第一连接杆的另一端与定平台上的移动副用第一转动副连接，所述支链第二连接杆与动平台用第三转动副连接；所述移动副用驱动副驱动，所述驱动副固定在定平台上；第三转动副的转动副轴线与第一转动副的转动副轴线和第二转动副的转动副轴线垂直，第一转动副的转动副轴线平行于第二转动副的转动副轴线。

进一步的技术方案在于，所述驱动副为直线电缸。

进一步的技术方案在于，连接动平台一的两条PRRR支链，其两个第三转动副共轴线布置，且第三转动副轴线垂直于动平台一；连接动平台二的两条PRRR支链，其两个第三转动副共轴线布置，且第三转动副轴线垂直于动平台二。

进一步的技术方案在于，连接动平台一的一条PRRR支链的第一转动副，连接动平台二的一条PRRR支链的第一转动副，两个第一转动副的转动副轴线相互垂直布置。

进一步的技术方案在于，所述定平台设置供移动副移动的滑轨；所述移动副在滑轨内滑动；连接动平台一的两条PRRR支链的移动副均在一条滑轨内；连接动平台二的两条PRRR支链的移动副均在另一条滑轨内。

采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明结构稳定简单，承载能力强，运动副都为低副，制造成本低；各支链完全相同且对称，具有良好的各向同性，且容易进行运动学及动力学分析；引入了冗余驱动，增大了工作空间，减少了奇异位型，提高了系统的刚度，综合性能良好；移动副装在定平台上作为各个支链的驱动副，增强了驱动的稳定性，提升了机构的反应速度及运动性。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图。