[发明专利]一种具有二维平动的并联机构

说明书

本发明公开了一种具有二维平动的并联机构，包括固定架和动平台，固定架与动平台之间连接有三条结构相同的可伸缩支链；可伸缩支链包括圆锥齿轮副、被动同步带轮、连接轴和由螺母与丝杠构成的螺旋副，螺母和圆锥齿轮副中的被动齿轮同轴固接，被动同步带轮与圆锥齿轮副中的主动齿轮同轴固接；一侧的可伸缩支链由第一电机驱动，另外两个可伸缩支链由第二电机驱动；一侧的可伸缩支链的轴线与由另外两个可伸缩支链的轴线所形成的平面共面或平行；控制两个电机三条可伸缩支链实现伸缩运动时可带动动平台实现二维平动。本发明利用圆锥齿轮副特点，驱动螺母回转使丝杠直线移动的同时可以摆动，实现了动平台二维平动，且机构的构件少、刚度高、灵活度高。

技术领域

本发明涉及一种新型机器人，特别是涉及一种机器人的具有二维平动的并联机构。

背景技术

根据专利CN101244557A和US4976572(或WO7703527)可知，现有的可实现二维平动的并联机构，包括三组主动支链和一个动平台，每组支链包括一根连接杆。其中连接杆一端相对于固定机架仅具有一个转动自由度，另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与动平台连接；从而保证动平台的二维平动。上述机构的局限性在于：机构整体灵活度较差，只适用于重量大的物体的搬运。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提出提供一种高灵活度、大工作空间的可模块化的二维平动并联机构。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种具有二维平动的并联机构，包括固定架和动平台，所述固定架与所述动平台之间连接有三条结构相同的可伸缩支链；所述可伸缩支链包括圆锥齿轮副、被动同步带轮、连接轴和由螺母与丝杠构成的螺旋副，所述螺母和所述圆锥齿轮副中的被动齿轮同轴固接，所述连接轴的一端为支撑轴段，所述连接轴的另一端为套筒，所述套筒与所述支撑轴段的轴线相互垂直，所述支撑轴段与所述固定架通过转动副连接；所述套筒套在所述被动齿轮的轮毂上，形成转动副，所述被动同步带轮与所述圆锥齿轮副中的主动齿轮同轴固接；所述丝杠的一端与所述动平台之间为转动副连接；三条可伸缩支链中，其中一侧的可伸缩支链记为右侧可伸缩支链，中间位置的可伸缩支链记为左侧第一可伸缩支链，另外一侧的可伸缩支链记为左侧第二可伸缩支链；右侧可伸缩支链的轴线与由左侧第一可伸缩支链的轴线和左侧第二可伸缩支链的轴线所形成的平面共面或平行；所述右侧可伸缩支链中的被动同步带轮由第一电机并通过带传动带动；左侧第一可伸缩支链和左侧第二可伸缩支链中的被动同步带轮均由第二电机并通过带传动带动；在第一电机和第二电机的驱动下，右侧可伸缩支链、左侧第一可伸缩支链和左侧第二可伸缩支链实现伸缩运动的同时，所述动平台实现二维平动。

进一步讲，本发明所述的具有二维平动的并联机构，其中，每条可伸缩支链中的所述主动齿轮与所述固定架通过转动副连接。

所述左侧第一可伸缩支链和左侧第二可伸缩支链中：两个被动同步带轮的轴线平行；两个丝杠与所述动平台之间转动副的轴线平行，该两个轴线的中心距为A；两个被动齿轮的轴线平行，两个被动齿轮的中心距为A。

所述第一电机和所述第二电机均与所述固定架固接；所述第一电机的输出轴上设有第一主动同步带轮，所述第一主动同步带轮与所述右侧可伸缩支链中的被动同步带轮之间连接有第一同步带；所述第二电机的输出轴上设有第二主动同步带轮，所述第二主动同步带轮与所述左侧第一可伸缩支链中的被动同步带轮及所述左侧第二可伸缩支链中的被动同步带轮之间连接有第二同步带。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中利用圆锥齿轮副的一个圆锥齿轮可以自转和公转的原理，实现丝杠在螺母圆锥齿轮中同步伸缩的同时可绕连接轴摆动，从而实现了动平台的二维平动，支链只受拉压负荷，结构简单紧凑，增大了机构的灵活度的同时减轻了机构的总体质量。

附图说明

图1是本发明具有二维平动的并联机构的主视图；

图2是图1所示并联机构的俯视图；