[发明专利]非对称全解耦四自由度并联机构

摘要

发明涉及机器人空间机构技术领域，尤其是一种非对称全解耦四自由度并联机构。该机构包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的第一分支运动链和第二分支运动链，第一分支运动链为混合运动链，第二分支运动链为单开链；第一分支运动链包括一个空间闭回路结构和第十三转动副，空间闭回路结构由第一子分支运动链、第二子分支运动链和第三子分支运动链组成；第二分支运动链中包含一个平行四边形结构；机构的速度雅可比矩阵为4×4对角阵，故所述机构主动副的输入速度与动平台的输出速度之间存在一对一的控制关系，即动平台的一个输出运动只需一个主动副的主动输入控制，解决了一般并联机构的运动学解耦性差、控制难度大、轨迹规划复杂的问题。

主权项

非对称全解耦四自由度并联机构,该机构包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的第一分支运动链和第二分支运动链，其特征在于：第一分支运动链为混合运动链，第二分支运动链为单开链；所述第一分支运动链包括一个空间闭回路结构和第十三转动副，所述空间闭回路结构由第一子分支运动链、第二子分支运动链和第三子分支运动链组成；第一子分支运动链包括由定平台至第十三转动副依次设置的第一移动副、第二移动副及第三转动副，所述第一移动副的轴线、第二移动副的轴线及第三转动副的轴线两两相互垂直；第一移动副与第二移动副之间通过第一连杆连接，第二移动副与第三转动副之间通过第二连杆连接； 第二子分支运动链包括由定平台至第十三转动副依次设置的第四移动副、第五移动副、第六转动副、第七转动副及第八转动副，所述第四移动副的轴线、第六转动副的轴线及第七转动副的轴线相互平行，所述第五移动副的轴线与第八转动副的轴线互相平行且均与所述第七转动副的轴线垂直，所述第四移动副与第五移动副之间通过第三连杆连接，第五移动副与第六转动副之间通过第四连杆连接，第六转动副与第七转动副之间通过第四连杆连接，第七转动副与第八转动副之间通过第六连杆连接；第三子分支运动链包括由定平台至第十三转动副依次设置的第九转动副、第十万向铰、第十一转动副及第十二万向铰，第十万向铰和第十二万向铰分别具有各自的第一转动副和第二转动副，第十万向铰的第一转动副的轴线与第十二万向铰的第一转动副的轴线相互平行，所述第十一转动副、第十万向铰的第二转动副的轴线和第十二万向铰的第二转动副的轴线相互平行，所述第九转动副与第十万向铰之间通过第七连杆连接，第十万向铰与第十一转动副之间通过第八连杆连接，第十一转动副与第十二万向铰之间通过第九连杆连接，其中第十万向铰的第一转动副与第七连杆连接、第二转动副与第八连杆连接，第十二万向铰的第一转动副与第九连杆连接、第二转动副与第十连杆连接；第一子分支运动链的第三转动副、第二子分支运动链的第八转动副和第三子分支运动链的第十二万向铰均通过第十连杆与第十三转动副连接，所述第三转动副的轴线与第八转动副的轴线重合并与第十三转动副的轴线垂直；所述第二分支运动链包括由定平台至动平台依次设置的第十四圆柱副、第十五转动副、第十六平行四边形结构和第十七转动副，所述平行四边形结构由四个轴线平行的转动副组成，第十六平行四边形结构通过一条边与动平台连接，所述第十四圆柱副的轴线与第十五转动副的轴线相互平行且垂直于所述第十六平行四边形结构平面，所述第十七副的轴线与第十六平行四边形结构的、与动平台连接的边平行或重合，所述第十四圆柱副和第十五转动副之间通过第十一连杆连接，第十五转动副和第十六平行四边形结构之间通过第十二连杆连接；所述第十三转动副与动平台相连，且第十三转动副的轴线与第十七转动副的轴线平行；所述第一移动副的轴线、第四移动副的轴线和第九转动副的轴线两两相互垂直，所述第九转动副的轴线与第十四圆柱副的轴线相互平行，所述第一移动副、第四移动副、第九转动副与第十四圆柱副为主动副。