[发明专利]一种三平移并联机构

说明书

本发明公开了一种三平移并联机构，其包括动平台、定平台和连接动平台和定平台的三个运动支链，第二运动支链和第三运动支链相对于动平台对称设置，第一运动支链设置在第二运动支链和第三运行支链的中间位置，第一运动支链和第二运动支链均包括相互连接上连杆和下连杆，第三运动支链包括相互连接的第一运动件和第二运动件，第一运动件和第二运动件之间能够相对移动构成第三运动支链的移动副。本发明的三平移并联机构具有运动副配置简单、制造精度容易保证、装配要求低、运动耦合性低、运动学正反解求解容易、容易控制、刚性好、力稳定性和运动稳定性好的优点。

技术领域

本发明涉及并联机构领域，具体地涉及一种三平移并联机构。

背景技术

并联机构具有运动低惯量、刚度大、负载能力强等优点，并且并联机器人广泛运用于数控机床，传感器、航天、3D打印、医学等领域。

但现在的并联机器人具有很大的局限性:

(1)运动耦合性强，控制较难,高速场合惯性力较大；

(2)运动学正解复杂；

(3)工作空间较小；

(4)制造精度难以保证。

科技的高速发展对并联机器人提出了更高的要求。其中,实现空间三平移运动的3D打印机，有效率高、成本低、环保，同时精度高的特点，在零件加工方面发挥了很好的作用。但是现有的并联机构并不能解决上述问题，因此无法适应更高的精度要求等。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供一种结构简单、运动耦合性低、运动学正反解容易、控制方便、制造精度高、力稳定性和运动稳定性好的三平移并联机构。

本发明的技术方案如下：

具体地，本发明提供一种2CRR-CPS三平移并联机构，其中，C代表圆柱副，R是转动副，P是移动副，S是球副，C副具有两个自由度，其中一个自由度是沿着轴线方向的转动，另一个自由度是绕着轴线方向的移动，R副具有一个转动自由度，P副具有一个沿着轴线方向移动的自由度,球副具有三个转动的自由度。

具体地，该三平移并联机构包括动平台、定平台和连接所述动平台和定平台的三个运动支链，所述第二运动支链和第三运动支链相对于所述动平台对称设置，所述第一运动支链设置在所述第二运动支链和第三运行支链的中间位置，所述第一运动支链和第二运动支链的结构完全相同，所述第一运动支链和第二运动支链均包括相互连接的上连杆和下连杆，所述第三运动支链包括相互连接的第一运动件和第二运动件，所述第一运动件和所述第二运动件之间能够相对移动构成第三运动支链的移动副，

所述第一运动支链的下连杆的第一端通过第一圆柱副与所述定平台连接，所述第一运动支链的下连杆的第二端和第一运动支链的上连杆的第一端通过第一转动副铰接，所述第一运动支链的上连杆的第二端与所述动平台通过第二转动副铰接，

所述第二运动支链的下连杆的第一端通过第二圆柱副与所述定平台连接，所述第二运动支链的下连杆的第二端和第二运动支链的上连杆的第一端通过第三转动副铰接，所述第二运动支链的上连杆的第二端与所述动平台通过第四转动副铰接，

所述第三运动支链中的第一运动件的第一端通过第三圆柱副与定平台相连接，所述第一运动件的第二端与第二运动件的第一端连接构成第三运动支链的移动副，所述第二运动件的第二端通过球铰与动平台相铰接；

所述第一转动副、第二转动副、第三转动副以及第四转动副分别具有一个转动自由度，所述第一圆柱副、第二圆柱副以及第三圆柱副分别具有一个转动自由度和一个移动自由度；

所述第一运动支链、第二运动支链和第三运动支链使所述动平台具有三个移动自由度和零个转动自由度；