[发明专利]可实现四自由度高速并联机械手

摘要

本发明公开了一种可实现四自由度高速并联机械手，包括固定架、动平台以及布置在固定架与动平台之间的四条结构相同的支链，固定架上安装有四个驱动装置，每条支链由近架杆、上连接轴、两个相互平行且等长的远架杆和下连接轴构成，其中上、下连接轴和两个远架杆构成一平行四边形结构；动平台包括一个中心板、四个摆杆、两个螺母和一个螺杆，四个摆杆按照放射状均布在中心板的四周，形成了两对相对位置的摆杆，每对相对位置的摆杆、与该对相对位置摆杆相连的两个连杆和中心板、与该两个连杆相连的一个螺母组成一平面六杆机构，在驱动装置的作用下，动平台既可实现空间三维平动，亦可通过自身的变形产生螺杆的转动自由度。

主权项

一种可实现四自由度高速并联机械手，包括固定架（2）、动平台（7）以及布置在所述固定架（2）与动平台（7）之间的呈中心对称布置的四条结构相同的支链，所述固定架（2）上安装有四个驱动装置（1），每条支链由近架杆（3）、上连接轴（4）、两个相互平行且等长的远架杆（5a、5b）和下连接轴（6）构成；四条支链中，所有近架杆（3）的一端分别一一对应的与安装在固定架（2）上的四个驱动装置（1）的输出端固接，所述近架杆（3）的另一端与上所述连接轴（4）固接，两个相互平行且等长的远架杆（5a、5b）的一端分别通过球铰链与所述上连接轴（4）球铰接，两个相互平行且等长的远架杆（5a、5b）的另一端分别通过球铰链与所述下连接轴（6）球铰接；每条支链上的所述下连接轴（6）、所述上连接轴（4）和两个相互平行且等长的远架杆（5a、5b）构成一平行四边形结构，在驱动装置（1）的驱动下，所述平行四边形结构带动所述下连接轴（6）产生平动；其特征在于：所述动平台（7）包括一个中心板（8）、四个摆杆（9a～9d）、两个螺母（12a、12b）和一个螺杆（11）以及固接于螺杆（11）一端的吸盘（13），所述螺杆（11）通过转动副与所述中心板（8）连接，所述螺杆（11）上包括位于中心板（8）上部和下部的两段旋向相反的螺纹段，该两螺纹段上分别设有一螺母，四个摆杆（9a～9d）按照放射状均布在所述中心板（8）的四周，四个摆杆形成了两对相对位置的摆杆，每个摆杆的一端均分别通过第一转动副与所述中心板（8）连接，第一转动副的轴线均与所述螺杆（11）的轴线垂直，四个摆杆中，一对相对位置的两个摆杆与一螺母之间、另一对相对位置的两个摆杆与另一螺母之间均分别通过一第二转动副连接有一连杆，所述第二转动副的轴线与所述第一转动副的轴线平行；每对相对位置的摆杆、与该对相对位置摆杆相连的两个连杆和中心板、与该两个连杆相连的一个螺母组成一平面六杆机构；每个摆杆的另一端分别与一下连接轴（6）固接；当四条支链中的四个下连接轴（6）产生相同平动时，所述动平台（7）实现三维平动自由度；当每对相对位置的两个摆杆相对于所述中心板（8）转动时，通过连杆带动两个螺母相对于所述中心板上下移动，进而使所述螺杆（11）产生转动。