[发明专利]一种移动副驱动的三分支运动冗余并联机构

说明书

本发明涉及机器人技术领域。目的是提供一种移动副驱动的三分支运动冗余并联机构，该并联机构应具有转动角度大、内部奇异易规避的特点。技术方案是：一种移动副驱动的三分支运动冗余并联机构，包括机架、动平台(1)以及并联连接在机架与动平台之间且结构相同的三个混联分支；所述混联分支包括依序连接在机架和动平台之间的第一移动副、组合运动副、球铰、连杆以及第二转动副；所述组合运动副包括依序首尾连接的复合转动副、第二移动副、第一转动副以及第三移动副；其中，第二移动副以及第三移动副的一端均通过复合转动副与第一移动副连接，第三移动副的另一端与所述球铰连接。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体是一种移动副驱动的三分支运动冗余并联机构。

背景技术

运动模拟、物品分拣等应用领域对机器人的速度、加速度、精度、承载能力有很高的要求。开环的串联机械臂通常无法满足需求，需要依靠并联机器人。这些应用要求并联机器人的末端动平台能输出三转动三移动运动，具有最少六个自由度。

最常见的六自由度并联机构是Stewart平台。然而，由于多分支的约束和关节行程限制，该机构动平台的转动范围受限，且内部奇异难以规避，轨迹规划困难，导致其应用受限。为了提高动平台的转动范围，其他新型六自由度并联机器人(CN108161896B，CN103926936B)被提出。然而，这些机器人仍存在内部奇异难以规避的问题。运动冗余并联机器人指的是机构的自由度大于末端输出运动的自由度，可以通过运动冗余自由度调整分支位置，从而规避奇异位形。另外，移动副驱动的并联机器人具有承载能力大、精度高的优点。因此，提出一种移动副驱动的运动冗余并联机构很有必要。

发明内容

本发明的目的是克服背景技术存在的不足，提供一种移动副驱动的三分支运动冗余并联机构，该并联机构应具有转动角度大、内部奇异易规避的特点。

本发明的技术方案是：

一种移动副驱动的三分支运动冗余并联机构，包括机架、动平台(1)以及并联连接在机架与动平台之间且结构相同的三个混联分支；

所述混联分支包括依序连接在机架和动平台之间的第一移动副、组合运动副、球铰、连杆以及第二转动副；

所述组合运动副包括依序首尾连接的复合转动副、第二移动副、第一转动副以及第三移动副；其中，第二移动副以及第三移动副的一端均通过复合转动副与第一移动副连接，第三移动副的另一端与所述球铰连接。

所述组合运动副中，与第二移动副导杆滑动配合的第二移动副下杆和与第三移动副导杆下部滑动配合的第三移动副下杆，均通过复合转动副与第一移动副滑块连接；第二移动副导杆通过第一转动副与第三移动副导杆上部的一端连接；第三移动副导杆上部的另一端与所述球铰连接。

所述复合转动副轴线与第一转动副轴线平行，且垂直于第二移动副轴线和第三移动副轴线。

三条混联分支中，三个第二转动副轴线相互平行。

与第一移动副滑块滑动配合的第一移动副导轨与机架固定。

所述第二移动副下杆与复合转动副铰接的铰接轴线，跟第三移动副下杆与复合转动副铰接的铰接轴线同轴。

三条混联分支中，三个第一移动副导轨的中心线均相切于同一圆周。

第一移动副由第一移动副导轨与第一移动副滑块配合形成。

第二移动副由第二移动副下杆与第二移动副导杆配合形成。

第三移动副由第三移动副下杆与第三移动副导杆配合形成。

本发明的有益效果是：

本发明提出并联机构的动平台可输出三转动三移动运动，有运动冗余的特点，具有转动角度大、内部奇异易规避等优点，可用于分拣、运动模拟等领域。

附图说明