專利名稱：一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機器人技術領域的兩自由度并聯(lián)機構，特別是關于一種平面極坐 標兩自由度并聯(lián)機構。
背景技術：
并聯(lián)機構是指由多個并行運動鏈構成的閉環(huán)運動系統(tǒng)，機構具有兩個以上自由 度，通過并聯(lián)方式驅動。并聯(lián)機構具有載荷重量比大，累積誤差小，精度高，易于將滑塊置 于基座上，減輕運動載荷，運動速度高，逆運動學求解方便等優(yōu)點。近年來，由于少自由度并 聯(lián)機構具有結構簡單，設計、制造、控制成本較低等優(yōu)點，已經(jīng)被用于醫(yī)用外科設備、運動模 擬、機械制造、自動化裝配、精密加工測量、微電子制造等領域。現(xiàn)在平面少自由度并聯(lián)機構已經(jīng)有比較多的選擇，比如專利號為 CN200310112572. 0的發(fā)明專利，公開了一種二自由度平面并聯(lián)機器人機構，其可以實現(xiàn)運 動平臺在平面內實現(xiàn)水平和豎直方向的平移運動。但是在一些需要極坐標操作的場合，上 述機構的應用存在一些限制比如1、需要在運動平臺的運動上加入旋轉才能轉換成極坐 標下的運動，增加了系統(tǒng)的復雜度，減低了精度；2、工作空間利用率低等等。而在現(xiàn)有技術 中，基于極坐標的平面少自由度并聯(lián)機構還不多。

發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種易于實現(xiàn)平面內的兩自由度高速、高精 度運動，且該運動易于通過固定平臺上的極坐標系表示的平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構， 其特征在于它包括一固定平臺，所述固定平臺兩端分別固定連接一滑軌，兩所述滑軌上分 別設置有一由動力驅動的滑動裝置，每一所述滑動裝置固定連接一第一桿件，每一所述第 一桿件的另一端轉動連接一第二桿件，每一所述第二桿件的另一端鉸接在同一運動平臺的 兩端，所述固定平臺中部鉸接有一連桿，所述連桿的另一端穿設在一滑套內，所述滑套固定 連接在所述運動平臺的中部。設置在所述固定平臺上的滑軌為與所述固定平臺呈垂直或傾斜的一滑道，所述滑 動裝置為一滑塊，所述滑塊設置在所述滑道內。設置在所述固定平臺兩端的滑軌為兩延長桿，所述滑動裝置為一滑套，所述滑套 穿設在所述延長桿上。每一所述第一桿件與所述第二桿件通過鉸鏈連接。每一所述第一桿件的底部固定連接一桿件滑套，每一所述桿件滑套穿設在一所述 第二桿件上。對應設置的兩所述第一根桿件的長度相同或相異。對應設置的兩所述第二根桿件的長度相同或相異。本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明由于在閉環(huán)運動鏈的基礎上利用連桿限制運動平臺的取向，因此可以實現(xiàn)在極坐標系下的兩自由度運動。2、本 發(fā)明由于將滑軌設置在固定平臺上，而運動平臺質量較小，因此運動精度高，速度快，載荷 重量比大，累積誤差小。3、本發(fā)明由于采用桿件作為運動部件，因此結構簡單，成本低。4、 本發(fā)明在與滑道平行的方向上具有很大的運動空間。本發(fā)明可以廣泛用于各種平面極坐標 兩自由度運動場合。


圖1是本發(fā)明結構示意2是本發(fā)明實施例2結構示意3是本發(fā)明實施例3結構示意圖
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的進行詳細的描述。實施例1:如圖1所示，本發(fā)明包括一固定平臺1，固定平臺1兩端分別呈垂直方向固定連接 一滑道2，在兩滑道2內分別設置有一滑塊3，兩滑塊3由直線電機或氣缸或液壓缸作為驅 動裝置(圖中未示出)。兩滑塊3分別固定連接在一第一桿件4的一端，兩第一桿件4的另 一端分別固定連接一桿件滑套5，兩桿件滑套5內分別穿設一第二桿件6，兩第二桿件6的 另一端分別通過一鉸鏈7連接在同一運動平臺8的兩端。在固定平臺1中部鉸接有一連桿 9，在運動平臺8中部固定連接一滑套10，連桿9的另一端穿設在滑套10內，進而組成一個 平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構的閉環(huán)運動鏈。本實施例操作時，具有相同或不同速度的驅動裝置，分別驅動兩滑塊3在兩滑道2 內做上、下滑動，兩第一桿件4隨兩滑塊3 —起上、下運動，兩第二桿件6在隨兩第一桿件4 上、下移動的同時，沿著桿件滑套5的軸線方向左、右移動，運動平臺8在兩第二桿件6和連 桿9的共同作用下，隨連桿9擺動的同時沿著連桿9軸線上、下移動，即運動平臺8輸出平 面極坐標運動。實施例2 如圖2所示，本實施例與實施例1不同之處是連接在固定平臺1兩端的滑道2與 固定平臺1呈傾斜角度設置，傾斜角度可以根據(jù)需要設置；且兩第一桿件與兩第二桿件6都 是通過鉸鏈11進行連接的，而不是采用桿件滑套5連接。本實施例運動過程中，由于固定平臺1兩端的滑道2與固定平臺1呈傾斜角度設 置，兩第一桿件與兩第二桿件使用鉸鏈11連接，因此兩第一桿件4隨兩滑塊3沿傾斜的滑 道2移動，每一第二桿件6在隨第一桿件4傾斜移動的同時，相對于第一桿件4轉動，運動 平臺8在兩第二桿件6和連桿9的共同作用下，隨連桿9擺動的同時沿著連桿9軸線上、下 移動，即運動平臺8輸出平面極坐標運動。實施例3 如圖3所示，本實施例與實施例2的不同之處是固定平臺1兩端分別設置了一延 長桿12，兩第一桿件4的端部分別固定連接一固定平臺滑套13，每一固定平臺滑套13穿設 在一延長桿12上，且原來連接滑塊3的驅動裝置(圖中未示出)改為連接兩固定平臺滑套13。本實施例運動過程中，由于兩固定平臺滑套13是沿兩延長桿12水平方向移動，因 此兩第一桿件4只進行水平方向移動，每一第二桿件6在隨第一桿件4水平移動的同時相 對于第一桿件4轉動，運動平臺8在兩第二桿件6和連桿9的共同作用下，隨連桿9擺動的 同時沿著連桿9軸線上、下移動，即運動平臺8輸出平面極坐標運動。上述各實施例中，對應設置的兩第一桿件4的長度可以相同，也可以不同，同樣兩 第二桿件4的長度也可以相同或不同。另外上述三個實施例中的各種不同結構的設置是可 以互換使用的。比如實施例1中的桿件滑套5結構也可以使用在實施例2和實施例3中。 又比如實施例2和實施例3中的鉸鏈11也可以使用在實施例1中。凡是在本發(fā)明技術方 案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
權利要求
一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構，其特征在于它包括一固定平臺，所述固定平臺兩端分別固定連接一滑軌，兩所述滑軌上分別設置有一由動力驅動的滑動裝置，每一所述滑動裝置固定連接一第一桿件，每一所述第一桿件的另一端轉動連接一第二桿件，每一所述第二桿件的另一端鉸接在同一運動平臺的兩端，所述固定平臺中部鉸接有一連桿，所述連桿的另一端穿設在一滑套內，所述滑套固定連接在所述運動平臺的中部。
2.如權利要求1所述的一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構，其特征在于設置在所述 固定平臺上的滑軌為與所述固定平臺呈垂直或傾斜的一滑道，所述滑動裝置為一滑塊，所 述滑塊設置在所述滑道內。
3.如權利要求1所述的一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構，其特征在于設置在所述 固定平臺兩端的滑軌為兩延長桿，所述滑動裝置為一滑套，所述滑套穿設在所述延長桿上。
4.如權利要求1或2或3所述的一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構，其特征在于每 一所述第一桿件與所述第二桿件通過鉸鏈連接。
5.如權利要求1或2或3所述的一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構，其特征在于每一 所述第一桿件的底部固定連接一桿件滑套，每一所述桿件滑套穿設在一所述第二桿件上。
6.如權利要求1或2或3或4或5任一項所述的一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構， 其特征在于對應設置的兩所述第一根桿件的長度相同或相異。
7.如權利要求1或2或3或4或4任一項所述的一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構， 其特征在于對應設置的兩所述第二根桿件的長度相同或相異。
8.如權利要求6所述的一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構，其特征在于對應設置的 兩所述第二根桿件的長度相同或相異。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平面極坐標兩自由度并聯(lián)機構，其特征在于它包括一固定平臺，所述固定平臺兩端分別固定連接一滑軌，兩所述滑軌上分別設置有一由動力驅動的滑動裝置，每一所述滑動裝置固定連接一第一桿件，每一所述第一桿件的另一端轉動連接一第二桿件，每一所述第二桿件的另一端鉸接在同一運動平臺的兩端，所述固定平臺中部鉸接有一連桿，所述連桿的另一端穿設在一滑套內，所述滑套固定連接在所述運動平臺的中部。本發(fā)明在閉環(huán)運動鏈的基礎上利用導桿限制運動平臺的取向，實現(xiàn)了運動平臺在極坐標系下的兩自由度運動。本發(fā)明可以廣泛用于各種平面極坐標兩自由度運動場合。
文檔編號B25J9/08GK101863022SQ20101019886
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權日2010年6月4日
發(fā)明者趙明國, 都東, 黃振奇 申請人:清華大學