[发明专利]一种含运动分岔闭链的多运动模式并联机器人机构

说明书

本发明涉及一种含运动分岔闭链的多运动模式并联机器人机构，能够实现四种自由度的空间运动，解决了传统并联机构自由度单一、运动模式固定的问题，可作为变自由度可伸展机构、多轴联动多面加工装备和多步态灵活移动装置的运动执行机构。该机构由动平台(7)、定平台(0)以及连接动平台(7)与定平台(0)的三条混联支链一(I)、二(II)和三(III)构成，三条混联支链相同且对称放置。本发明将运动分岔闭链和移动副一(P₁₅)、转动副三(R₁₆)、转动副四(R₁₇)、转动副五(R₁₈)串联得到混联支链；通过控制运动分岔闭链进入不同的单自由度运动，可使并联机器人机构具有两转三移、两转两移、两转一移和三转一移的四种自由度运动模式。

技术领域

本发明属并联机构技术领域，涉及一种含运动分岔闭链的多运动模式并联机器人机构。

背景技术

早期传统的并联机器人机构，具有精度高、承载性好等特点，被广泛应用在于工程领域、医疗机器人等各个领域。但是由于该机构本身的自由度固定，且运动模式单一，不能改变自身的构型以适应于不同的工作环境。

近年来，随着机器人应用的不断深入，机器人机构学不再是满足于单自由度和单一运动模式，要求机构具有极强的适应性，面对不同的工作环境可通过改变自身的构型来完成不同的任务，具有良好的适应性和可变结构特性。但目前这种多运动模式并联机构的构型仍然较少。

发明内容

发明的目的是克服传统并联机器人固定自由度和单一运动模式，提供一种新型的多运动模式并联机器人机构，其具有良好的适应性和可变结构特点，且自由度可变以满足不同工况，不同任务的要求。本发明所要解决的技术问题是提供一种自由度不同的含运动分岔闭链的四运动模式并联机器人机构，本发明为变自由度可伸展机构、多轴联动多面加工装备和多步态灵活移动装置提供新型的运动执行机构。

本发明的目的之一是提供一种运动分岔闭链，所述运动分岔闭链具有两自由度奇异位形下的瞬时运动，通过控制驱动杆，本发明的运动分岔闭链能够自主选择两种单自由度连续运动，分别为单自由度平面连续运动和单自由度整体空间连续转动。当以万向铰一中与圆柱副一轴线重合的轴线为驱动副时，该运动分岔闭链的瞬时自由度为1，可等效为平面曲柄滑块机构，具有单自由度平面连续运动；当以万向铰一中与转动副一、转动副二轴线重合的轴线为驱动副时，该运动分岔闭链的瞬时自由度为1，闭链整体被刚化，具有单自由度整体空间连续转动。

本发明的目的之二是提供一种含运动分岔闭链的多运动模式并联机器人机构，在将三个相同的运动分岔闭链与开链PRRR串联的混联支链组装成四种运动模式并联机器人机构，能够实现四种不同的空间自由度运动，分别为两转三移、两转两移、两转一移和三转一移。

为达到上述目的，本发明采用的方案如下：

本发明的一种含运动分岔闭链的多运动模式并联机器人机构由动平台、定平台以及三条相同的连接动平台与定平台的含运动分岔闭链的混联支链构成；三条含运动分岔闭链的混联支链对称放置；

所述含运动分岔闭链的混联支链由一运动分岔闭链与一开链PRRR串联组成；

所述运动分岔闭链具体结构为：驱动杆一的一端连接万向铰一，驱动杆一的另一端与连接杆一的一端以转动副一连接，连接杆一的另一端与滑块以转动副二连接，滑块与滑杆构成圆柱副一；

所述一运动分岔闭链与一开链PRRR串联是指开链PRRR连接于所述滑块；

所述万向铰一固定于所述定平台；

所述定平台上设置所述滑杆，且所述滑杆平行于所述定平台；

所述滑杆的长度需保证所述滑块在行程范围内运动。

作为优选的技术方案：