[发明专利]两转一移并联机构、其末端位姿确定方法及应用

说明书

本发明公开了一种两转一移并联机构、其末端位姿确定方法及应用。所述两转一移并联机构包括动平台、基座和三个支链，基座包括静平台、冗余静平台及连接静平台和冗余静平台的多个连接件，冗余静平台位于动平台和静平台之间，且冗余静平台上设有三个通孔，三个支链连接于动平台和静平台之间，每个支链包括驱动移动副、第一被动移动副、第二被动移动副和球面副，每个驱动移动副的一端通过第一被动移动副与静平台可移动地连接，相对端穿过冗余静平台的一通孔后通过对应的球面副与动平台可转动地连接，且驱动移动副还通过第二被动移动副与冗余静平台可移动地连接。本发明能够降低动平台与静平台之间的间距，提高系统刚度。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种两转一移三自由度并联机构及其末端位姿的确定方法。

背景技术

并联机器人和串联机器人一起构成工业机器人的重要部分，并联机器人具有刚度高、速度快、柔性强、重量轻等优点，在食品、医药、电子等轻工业中应用最为广泛，在物料的搬运、包装、分拣等方面有着无可比拟的优势。随着并联机器人在市场中的应用日益广泛，已成为工业机器人需求增长的新生力量。

并联机器人与串联机器人不同，并联机器人是由动平台、静平台以及连接动平台和静平台的两个或两个以上独立运动支链组成的闭环系统，与传统串联机器人相比，并联机器人没有误差累积，运动精度高，驱动可以布置在静平台附近，运动惯量小，动态性好等优点。

目前，自由度少于6的并联机器人是国内外研究及应用的热点，具有两个转动和一个移动自由度的三自由度并联机器人又是少自由度并联机器人中的重要分类。3PPS并联机器人是两转一移并联机器人中的典型，可应用在运动模拟器、末端执行器、矢量推进器、医疗器械等领域。但是，在实际制造3PPS并联机器人的过程中，由于驱动移动副所采用的电动推杆、液压缸等直线驱动的本体较长，造成动平台与静平台间距大，动平台在负载的作用下，相对于静平台容易产生变形，系统整体刚度较差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种两转一移并联机构，降低动平台与静平台之间的间距的同时提高系统刚度，同时，还提供一种两转一移并联机构的末端位姿确定方法。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：一种两转一移并联机构，所述两转一移并联机构包括：

动平台；

基座，所述基座包括静平台、冗余静平台及连接所述静平台和冗余静平台的多个连接件，所述冗余静平台位于所述动平台和静平台之间，且所述冗余静平台上设有三个通孔；

三个支链，连接于所述动平台和静平台之间，每个所述支链包括驱动移动副、第一被动移动副、第二被动移动副和球面副，每个驱动移动副的一端通过第一被动移动副与静平台可移动地连接，相对端穿过冗余静平台的一通孔后通过对应的球面副与动平台可转动地连接，且所述驱动移动副还通过第二被动移动副与冗余静平台可移动地连接。

优选地，所述第一被动移动副包括至少一个用于使驱动移动副导向移动的第一滑轨组件，所述第一滑轨组件包括第一滑块及供第一滑块导向移动的第一导轨，所述第一滑块滑动设于所述第一导轨上，所述第一滑块和第一导轨中的任意一个固定于静平台上，另一个与驱动移动副相连。

优选地，所述第二被动移动副包括至少一个用于使驱动移动副导向移动的第二滑轨组件，所述第二滑轨组件包括第二滑块及供第二滑块导向移动的第二导轨，所述第二滑块滑动设于所述第二导轨上，所述第二滑块和第二导轨中的任意一个固定于冗余静平台上，另一个与驱动移动副相连。

优选地，所述第二滑轨组件设于所述冗余静平台上，且位于所述冗余静平台和动平台之间；或者，所述第二滑轨组件设于所述冗余静平台上，且位于所述冗余静平台和静平台之间。

优选地，所述第二被动移动副包括两个第二滑轨组件，所述通孔的两侧设置一所述第二滑轨组件，且两个所述第二滑轨组件对称设置。