[发明专利]一种零耦合度且正向位置解析和运动解耦的并联机构

说明书

一种零耦合度且正向位置解析和运动解耦的两平移三转动并联机构，包含动平台(1)、静平台(0)、混合支链一(I)、混合支链二(Ⅱ)和支链伸缩杆三(III)，混合支链一(I)包含由移动副一(P₁)和1个平行四边形串联组成的分支，该分支又与移动副二(P₂)及两个平行轴线的转动副二(R₂)、转动副一(R₁)串联成一个平面机构，其平动输出杆(2)上又串联一个球副一(S₁)；混合支链二(Ⅱ)由球副二(S₂)、移动副三(P₃)、球副四(S₄)组成的伸缩杆一，和由球副三(S₃)、移动副四(P₄)、球副四(S₄)组成的伸缩杆二，一起铰接于球副四(S₄)，并在其伸缩杆二的延伸端上串联一个球副五(S₅)构成。该机构具有符号式位置正解，及输入‑输出解耦性。

技术领域

本发明涉及一种具有解析式位置正解的并联机器人，为机器人操作手等提供一个新型的两平移三转动并联机构。

背景技术

并联结构的装置，特别是实现空间三平移功能的Delta操作手，已在高速抓放、定位装配、搬运、等工艺上发挥了很好的作用；而具有三平移一转动功能的并联操作手，可用于需要调整工件姿态的场合。为此，1988年R.Clavel在三平移Delta操作手的基础上，再串联一条R-U-P-U-R支链或S-P-S支链，构成了一个具有三平移一转动功能的混联操作手；2003年杨廷力等提出了一组5个三平移一转动并联机构，但没有研制样机；2000后Pierrot等相继发明了H4、I4、Par4系列的四自由度SCARA型（即三平移一转动）操作手，黄田教授开发了四自由度三平移一转动的Cross-型高速搬运机器人。然而，两平移三转动的并联机构很少，从而影响了其开发与应用；因此，实现两平移三转动功能的结构和应用都需要发展创新。

发明内容

本发明的目的是要提供一类新的两平移三转动并联机器人，它们具有刚性好、结构较简单、易于精密加工；具有解析式位置正解、动力学求解比较容易等优点。

本发明提供的一种零耦合度且正向位置解析和运动解耦的两平移三转动并联机构，包含动平台、静平台、混合支链一、混合支链二和支链伸缩杆三，混合支链一包含由移动副一和1个由转动副组成的平行四边形串联组成的分支，该分支又与移动副二及两个平行轴线的转动副二、转动副一串联组成的分支，构成一个平面机构，移动副一、移动副二在静平台上，该平面机构的平动输出杆上又串联一个球副一；混合支链二是这样构成的，由球副二、移动副三、球副四组成的伸缩杆一，和由球副三、移动副四、球副四组成的伸缩杆二，一起铰接于球副四，并在其伸缩杆二的延伸端上串联一个球副五；而支链伸缩杆三由球副六、移动副五、球副七组成；动平台与混合支链一上的球副一、混合支链二上的球副五、支链伸缩杆三上的球副七连接；静平台上的球副六不在位于静平台的球副二和球副三的连线上，也不在移动副一和移动副二的连线上。

所述的移动副一、移动副二、移动副三、移动副四、移动副五，均可替换为转动副。

这种两平移三转动并联机构，其耦合度为零，且具有符合式位置正解和输入-输出运动部分解耦性。

附图说明

附图1为本发明的实施例之一的结构简图示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。