[发明专利]二维平动一维转动高速并联机械手

摘要

本发明公开了一种二维平动一维转动高速并联机械手，包括固定架、运动平台及对称布置在固定架与运动平台之间的结构相同的四个运动支链。固定架上固接有三个驱动装置；每个运动支链均包括近架杆和两个平行且等长的远架杆；运动平台包括主平台、副平台、两个平行且等长的连杆、扇轮、小齿轮和执行器，运动平台为平行四边形结构，可将主平台与副平台间的平行错动转化为执行器的转动；相邻两个运动支链的近架杆通过一对结构相同的锥齿轮啮合传动，使得球铰接于远架杆末端的主平台在两运动支链的对称面内作二维平动。本发明中的支链布局对称，大幅提升机械手的侧向刚度，支链结构简单轻巧，易实现高速运动，满足快速抓放要求，使用寿命长且制造成本低。

主权项

一种二维平动一维转动高速并联机械手，包括固定架、运动平台及对称布置在所述固定架与运动平台之间的结构相同的运动支链a、运动支链b、运动支链c和运动支链d；其特征在于，所述固定架上固接有第一驱动装置(1a)、第二驱动装置(1c)和第三驱动装置(1d)；每个运动支链均分别包括近架杆和两个平行且等长的远架杆；所述运动平台包括主平台(7)、副平台(8)、两个平行且等长的连杆(9、10)、扇轮(11)、小齿轮(12)和执行器(13)；所述主平台(7)和副平台(8)之间通过所述的两个平行且等长的连杆(9、10)铰接，所述扇轮(11)固接在所述副平台(8)上，所述小齿轮(12)安装在所述主平台(7)上，所述小齿轮(12)和所述扇轮(11)啮合，所述执行器(13)固接在所述小齿轮(12)上；所述主平台(7)固接有第一下连接轴(6a)和第二下连接轴(6b)，所述副平台(8)固接有第三下连接轴(6c)和第四下连接轴(6d)；运动支链a中的近架杆(3a)的一端与第一驱动装置(1a)固接，并固接有第一转轴(14a)，该近架杆(3a)的另一端固接有第一上连接轴(4a)；所述运动支链a中的两个平行且等长的远架杆的同一端分别与所述上连接轴(4a)球铰接，其另一端分别与所述第一下连接轴(6a)球铰接；所述第一上连接轴(4a)、所述第一下连接轴(6a)与连接在两者之间的两个平行且等长的远架杆形成平行四边形；运动支链b中的近架杆(3b)的一端固接有第二转轴(14b)，该近架杆(3b)的另一端固接有第二上连接轴(4b)；所述运动支链b中的两个平行且等长的远架杆的同一端分别与第二上连接轴(4b)球铰接，其另一端分别与第二下连接轴(6b)球铰接；所述第二上连接轴(4b)、所述第二下连接轴(6b)与连接在两者之间的两个平行且等长的远架杆形成平行四边形；所述第一转轴(14a)和所述第二转轴(14b)的转动轴线与各自所属支链内的近架杆的转动轴线重合，并汇交于一点；所述第一转轴(14a)和第二转轴(14b)的端部设有相互啮合的第一锥齿轮(15a)和第二锥齿轮(15b)，第一锥齿轮(15a)和第二锥齿轮(15b)结构相同，每个锥齿轮的旋转轴线与所在转轴的轴线重合并汇交于一点；运动支链c中的近架杆的一端与第二驱动装置(1c)固接，其另一端固接有第三上连接轴(4c)；所述运动支链c中的两个平行且等长的远架杆的同一端分别与第三上连接轴(4c)球铰接，其另一端分别第三下连接轴(6c)球铰接；运动支链d中的近架杆的一端与第三驱动装置(1d)固接，其另一端固接有第四上连接轴(4d)；所述运动支链d中的两个平行且等长的远架杆的同一端分别与第四上连接轴 (4d)球铰接，其另一端分别第四下连接轴(6d)球铰接；运动支链a和运动支链b在第一驱动装置(1a)的驱动下，实现所述主平台(7)在运动支链a和运动支链b的对称面内作二维平动；在第一驱动装置(1a)、第二驱动装置(1b)和第三驱动装置(1c)的共同作用下，主平台(7)与副平台(8)之间发生平行错动，而相互啮合的小齿轮(12)和扇轮(11)将主平台(7)和副平台(8)之间的平行错动转化为执行器(13)的转动。