[发明专利]一种平面并联机械手

说明书

本发明公开了一种平面并联机械手，包括固定平台和运动平台，所述固定平台位于运动平台的上方，所述固定平台和运动平台通过三条均布的运动支链相连，三条所述运动支链的结构相异，分别为恰约束主动支链、无约束主动支链和结构冗余主动支链。本发明构思巧妙，该平面并联机械手额外增加了一个输入，因此在相同系统参数的情况下，具有更高的速度和加速度特性，具有更好的刚度和承载能力特性；增加了一条结构冗余主动支链，该平面并联机械手为结构冗余机构，在显著提高机械手操作性能的前提下，可有效避免由于冗余所带来的运动干涉和内部应力，降低控制难度。

技术领域

本发明涉及机器人与机构学技术领域，尤其涉及一种平面并联机械手。

背景技术

在电子、轻工、食品以及医药等行业中，在插装、分拣等工序中，需要机械手以很高的速度和加速度完成提取、移动和插入等操作。而传统的工业机器人因采用开环串联结构，即便抓取几克重的物料也需较为粗大的动臂以提供足够的刚性，因此难于实现末端执行器的高速运动。

发明内容

本发明的目的是提供一种平面并联机械手，其可实现平面内的高速和高加速度作业。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种平面并联机械手，包括固定平台和运动平台，所述固定平台位于运动平台的上方，所述固定平台和运动平台通过三条均布的运动支链相连，三条所述运动支链的结构相异，分别为恰约束主动支链、无约束主动支链和结构冗余主动支链；

所述恰约束主动支链包括第一平行四边形机构和第二平行四边形机构，所述第一平行四边形机构与所述固定平台相连，所述第二平行四边形机构与所述运动平台相连；所述第一平行四边形机构和第二平行四边形机构之间共用一个中间平台；

所述无约束主动支链包括第五连杆和第六连杆，所述第五连杆的一端和第六连杆的一端通过转动副连接在一起，所述第五连杆的另一端通过转动副与所述固定平台连接，第六连杆的另一端通过转动副连接在运动平台上；

所述结构冗余主动支链包括第七连杆、第八连杆、第九连杆，所述第七连杆的一端通过转动副与所述固定平台相连，所述第七连杆的另一端通过转动副与所述第八连杆的一端连接，所述第八连杆的另一端通过转动副与所述第九连杆的一端连接，所述第九连杆的另一端通过转动副连接在运动平台上。

再进一步的，所述第一平行四边形机构通过第一连杆、第二连杆、固定平台和中间平台组成，所述第一连杆、第二连杆平行布置且两端分别通过转动副与所述固定平台、中间平台连接；所述第二平行四边形机构通过第三连杆、第四连杆、中间平台和运动平台组成，所述第三连杆、第四连杆平行布置且两端分别通过转动副与所述中间平台、运动平台连接。

进一步的，所述固定平台和运动平台均设置为等边三角形，且固定平台和运动平台的边长相等。

再进一步的，所述中间平台设置为等腰三角形，包括两个等长的短边和一个长边，所述短边与所述固定平台、运动平台的边长相等，所述长边与所述结构冗余支链的第八连杆的杆长相等；所述第一连杆、第二连杆与中间平台连接的两个转动副间距和所述第三连杆、第四连杆与中间平台连接的两个转动副间距相同。

再进一步的，所述第一连杆、第五连杆和第七连杆作为输入构件。

再进一步的，所述第七连杆与第五连杆的初始转角和输入转角相同。

再进一步的，所述第一连杆、第二连杆、第五连杆和第七连杆的杆长相等；所述第三连杆、第四连杆、第六连杆和第九连杆杆长相等。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：