[实用新型]一种两转一移三自由度解耦并联机构

说明书

本实用新型提供一种两转一移三自由度解耦并联机构，包括静平台、动平台和三条分支运动链，本实用新型中，当第一驱动电机通过驱动第三分支运动链给予动平台沿第二移动副运动方向的动力；第二驱动电机驱动第二分支运动链使得动平台绕第三分支运动链中的第三转动副的轴线所在方向进行转动；第三驱动电机驱动第一分支运动链使得动平台绕第三分支运动链中的第四转动副的轴线所在方向进行转动。从而实现该并联机构在空间内的两转动一移动三个自由度，从而使得本实用新型中并联机构的移动自由度与两个转动自由度之间不存在耦合关系。控制简单，实用性强，解决了普通并联机构耦合性强，运动学计算复杂，路径规划困难等问题，具有广阔的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及工业机器人技术领域，具体涉及一种两转一移三自由度解耦并联机构。

背景技术

并联机构具有高刚度、误差累积小、高精度、更大的承载能力等优点。近年来，并联机构已成为国内外机器人机构学术界和工业界研究的热点之一，且已经在工业、医学、军事等多个领域得到了广泛的应用。

少自由度并联机构具有结构简单、制造成本低、易于控制等优点。在各类少自由度并联机构中，三自由度的并联机构构型设计引起了众多学者的关注，特别是两转动一移动自由度形式的三自由度并联机构，由于其具有广阔的应用前景而成为该领域关注的热点。其在运动模拟器、力传感器、医疗器械等领域具有广阔的应用价值。目前我国已经有部分学者在两转动一移动三自由度并联机构方面有了一定的研究进展，但是现有的大多数并联机器人机构仍然存在运动耦合性强，工作空间小，控制困难等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种两转一移三自由度解耦并联机构，以解决现有技术中存在的并联机构强耦合性、工作空间小、控制困难等问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种两转一移三自由度解耦并联机构，包括定平台、动平台和三条分支运动链，定平台的顶端一侧设置有连接柱，三条分支运动链分别为第一分支运动链、第二分支运动链和第三分支运动链，其中，

第一分支运动链包括通过连杆依次连接的第一转动副、第一万向铰、第二转动副以及第二万向铰，第一转动副和第二万向铰的自由端分别连接至连接柱和动平台，且第一转动副的轴线与第一万向铰的内轴线平行，第一万向铰的外轴线、第二万向铰的内轴线以及第二转动副的轴线间平行设置；

第二分支运动链包括通过连杆依次连接的第一圆柱副、第一移动副以及球副，第一圆柱副和球副的自由端分别连接至定平台和动平台，且第一圆柱副的轴线与第一移动副的移动方向垂直；

第三分支运动链包括通过连杆依次连接的第二移动副、第三转动副和第四转动副，第二移动副和第四转动副的自由端分别连接至定平台和动平台，且第三转动副的轴线同时垂直于第四转动副的轴线和第二移动副的移动方向；第一转动副、第一圆柱副和第二移动副均为动力输入端并分别连接有驱动电机。

进一步的，所述第一转动副的轴线与第二移动副的移动方向平行，并共同垂直于第三转动副的轴线。

进一步的，所述第二万向铰的外轴线与第四转动副的轴线平行。

进一步的，所述的第二万向铰、球副以及第四转动副三者沿动平台的长度方向依次设置且三者分布在同一条直线上。

进一步的，所述第一万向铰的两端分别通过第一连杆和第二连杆与第一转动副和第二转动副相连，第二转动副的自由端通过第三连杆连接至第二万向铰。

进一步的，所述第一移动副的两端分别通过第四连杆和第五连杆与第一圆柱副和球副相连。

进一步的，所述第三转动副的两端分别通过第六连杆和第七连杆与第二移动副和第四转动副相连。