專利名稱：一種兩自由度轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機器人機構(gòu)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機器人技術領域，特別涉及并聯(lián)機器人機構(gòu)。
背景技術：
作為機構(gòu)學的一個重要分支，并聯(lián)機構(gòu)與串聯(lián)機構(gòu)在結(jié)構(gòu)和性能特點上呈對偶關系，并聯(lián)機構(gòu)與串聯(lián)機構(gòu)相比，具有以下特點結(jié)構(gòu)緊湊；剛度高；承載能力強； 累積誤差影響小，精度較高；驅(qū)動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，有利于減小運動負荷，系統(tǒng)慣性低進而動態(tài)響應好等特點。目前，并聯(lián)機構(gòu)被廣泛應用于虛擬軸機床、微動操作臺、各種運動模擬器、傳感器等方面。作為并聯(lián)機構(gòu)的重要分支，轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)在諸如機器人、照相機、醫(yī)療器械、目標追蹤等需空間定向領域應用廣泛，得到國際眾多學者的關注。耦合是并聯(lián)機構(gòu)內(nèi)在的特點，使并聯(lián)機構(gòu)具有剛度和承載能力大、累積誤差小等突出優(yōu)點，能夠應用于需要較大載荷的領域。但是并聯(lián)機構(gòu)的強耦合性使其構(gòu)型設計、機構(gòu)裝配、控制存在很大的難度。如果機構(gòu)的運動能實現(xiàn)解耦，則其工作空間將擴大，并且控制容易，可以達到更高的運動精度，對機構(gòu)的運動控制和軌跡規(guī)劃都有一定意義。因為解耦并聯(lián)機構(gòu)各分支互不影響，因此在組裝時，各運動鏈的裝配也將非常容易。目前所發(fā)明的解耦機構(gòu)中，兩自由度轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機構(gòu)很少，如Carricato和Parenti-Castelli在2004年提出了一種兩自由度轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機構(gòu)，法國的GOGU綜合了一類兩自由度轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機器人機構(gòu)，他所綜合的轉(zhuǎn)動解耦機構(gòu)中的運動副較多，累積誤差大，動平臺只能安裝在一個點上，則其加工裝配性差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、加工裝配性好的兩自由度轉(zhuǎn)動運動解耦并聯(lián)機器人機構(gòu)。本發(fā)明主要包括動平臺、定平臺和連接定平臺和動平臺的兩個分支。兩個分支的一端與定平臺相連接，另一端與動平臺相連接。其中一個分支僅有一個運動副與動、定平臺相連接，該運動副為虎克鉸。另一個分支是由三個運動副和兩連桿組成。與動平臺相連的運動副為虎克鉸，與定平臺相連的運動副為圓柱副，分別與虎克鉸及圓柱副相連的兩連桿通過轉(zhuǎn)動副連接。上述轉(zhuǎn)動副與圓柱副的軸線，以及該分支與動平臺相連的虎克鉸的一條軸線平行，而與動平臺相連的兩虎克鉸的兩條軸線平行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，具有很好的運動學性能、較高的靈活性和較大的工作空間，動平臺的兩個轉(zhuǎn)動完全解耦，其運動學正、反解十分簡單，使其控制極為容易，加工裝配性好?？蓮V泛用于如追蹤飛行目標、移動機器人的球門電子驅(qū)動器、太陽能面板、導彈發(fā)射架、雷達跟蹤、火炮瞄準定位設備、數(shù)字化牙模設備、腹腔鏡外科檢查的觸覺設備等等。


圖1為本發(fā)明的立體示意圖。
具體實施例方式在圖1所示的一種兩自由度轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機器人機構(gòu)立體示意圖中，兩個分支的一端與定平臺1連接，另一端與動平臺3連接。其中一個分支只有一個運動副，該運動副為虎克鉸2，連接定、動平臺。另一個分支是由三個運動副和兩連桿組成，與動平臺相連的運動副為虎克鉸4，與定平臺相連的運動副為圓柱副8，分別與虎克鉸及圓柱副相連的連桿5和連桿7通過轉(zhuǎn)動副6連接。其中轉(zhuǎn)動副的軸線與圓柱副的軸線以及該分支與動平臺相連的虎克鉸的一條軸線平行，而兩個虎克鉸的兩條軸線平行。
權利要求
1. 一種新型兩自由度轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機器人機構(gòu)，其包括動平臺、定平臺和將它們連接在一起的兩個分支，其特征在于該兩個分支的一端均與定平臺連接，另一端均與動平臺連接，其中一個分支僅有一個運動副與動、定平臺相連接，該運動副為虎克鉸；另一個分支是由三個運動副和兩連桿組成，與動平臺相連的運動副為虎克鉸，與定平臺相連的運動副為圓柱副，分別與虎克鉸及圓柱副相連的兩連桿通過轉(zhuǎn)動副連接，上述轉(zhuǎn)動副與圓柱副的軸線以及該分支與動平臺相連的虎克鉸的一條軸線平行，而與動平臺相連的兩虎克鉸的兩條軸線平行。
全文摘要
一種新型兩自由度轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機器人機構(gòu)，其主要包括動平臺、定平臺和將它們連接在一起的兩個分支。其中一個分支僅有一個運動副與動、定平臺相連接，該運動副為虎克鉸；另一個分支是由三個運動副和兩連桿組成，與動平臺相連的運動副為虎克鉸，與定平臺相連的運動副為圓柱副，分別與虎克鉸及圓柱副相連的兩連桿通過轉(zhuǎn)動副連接。上述轉(zhuǎn)動副與圓柱副的軸線以及該分支與動平臺相連的虎克鉸的一條軸線平行，而與動平臺相連的兩虎克鉸的兩條軸線平行。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，具有很好的運動學性能、較高的靈活性和較大的工作空間，動平臺的兩個轉(zhuǎn)動完全解耦，其運動學正、反解十分簡單，使其控制極為容易，加工裝配性好。
文檔編號B25J9/08GK102294691SQ20111018104
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權日2011年6月30日
發(fā)明者盧文娟, 張立杰, 曾達幸 申請人:燕山大學