[发明专利]含特征链的大转角零耦合度两平移一转动机器人

说明书

本发明涉及一种三自由度的并联机器人技术领域，尤其是一种含特征链的大转角零耦合度两平移一转动机器人，由混合特征支链和约束支链组成，混合特征支链包含的空间子并联机构由支链一及支链二并联连接而成；空间子并联机构的输出杆的垂直杆上用转动副六连接于动平台的一端；约束支链中平行四边形的一条短边与滑块三固定，且与其移动方向平行，另一条短边与轴线相互平行的转动副七、转动副八串联连接，静平台上滑块三的移动方向，与在同一条直线上的滑块一、滑块二的移动方向平行，本发明的含特征链的大转角零耦合度两平移一转动机器人其自由度为3，耦合度为0，且具有符号式位置正解，及输入‑输出运动解耦性，且加工、制造容易。

技术领域

本发明涉及一种三自由度的并联机器人技术领域，尤其是一种含特征链的大转角零耦合度两平移一转动机器人。

背景技术

并联少自由度的并联操作手已得到了工业应用，例：三平移的Delta操作手，H4、I4、Par4、Cross-IV等三平移一转动的操作手，已在高速抓放、定位装配、搬运、分拣、上下料等工艺上发挥了很好的作用；而专利201210435375.1、201510564382.5、201510567133.1、201510564195.7、201510566039.4、201510566840.9等，也公开了一批三平移一转动并联机器人的新机型。

对两平移一转动并联机构，国内外学者已作了较多的研究，例，Li等研究了含有球面支链或平行子支链的2T1R空间机构；Huang. Z、Kong、杨宁等利用螺旋理论对2T1R型并联机构进行了型综合；Liu等提出一组新型2T1R型并联机构，相比于原先的2T1R型并联机构，此类型机构运动学求解更简单，构造更简单，能耗更少；Gogu. G等提出一组含有分叉的空间运动的2T1R并联机构。

但具有符号式位置正解和运动解耦的两平移一转动并联机构还不多。因此，要提出新的零耦合度且符号式正向位置和运动解耦的两平移一转动并联装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的不足，现提供一种零耦合度且符号式正向位置和运动解耦的两平移一转动机器人，其具有结构简单、零耦合度、符号式运动学正解、部分运动解耦等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含特征链的大转角零耦合度两平移一转动机器人，包括动平台及静平台，所述动平台和静平台之间设有混合特征支链及约束支链；

所述混合特征支链包含支链一和支链二并联连接而成的空间子并联机构，所述支链一由依次串联的滑块一、转动副一、转动副二及转动副三串联组成，滑块一的移动方向、转动副一的轴线、转动副二的轴线及转动副三的轴线相互平行，所述支链二由依次串联的滑块二、转动副四及转动副五组成，滑块二的移动方向与转动副四的轴线垂直，转动副四的轴线与转动副五的轴线平行，滑块一和滑块二均设置在静平台上，滑块一的移动方向和滑块二的移动方向在同一条直线上，转动副三的轴线和转动副五的轴线垂直，转动副三通过输出杆连接转动副五；

空间子并联机构的输出杆上的垂直杆通过转动副六连接于动平台的一端，转动副三的轴线和转动副六的轴线垂直，转动副六的轴线和转动副五的轴线垂直；

所述约束支链包含平行四边形机构，平行四边形机构由轴线相互平行且依次串联的转动副十一、转动副十二、转动副十三及转动副十四构成；

转动副十一和转动副十二之间的连接杆上固定有移动方向与其平行的滑块三，滑块三设置在静平台上，滑块三的移动方向和滑块一的移动方向平行，转动副十三和转动副十四之间的连接杆上固定有轴线与其垂直的转动副七，转动副七上固定有转动副八，转动副七的轴线与转动副八的轴线平行，转动副八连接动平台的另一端，转动副八的轴线和转动副六的轴线平行。

进一步地，所述平行四边形机构的运动平面、滑块三的移动方向及转动副七的轴线在同一平面内。