專利名稱：一種運(yùn)動(dòng)完全解耦的空間三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種并聯(lián)機(jī)器人。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)為空間多自由度多環(huán)閉鏈形式。自上世紀(jì)八十年代以來(lái)，并聯(lián)機(jī)構(gòu)因其具有剛度高、承載能力大、累積誤差小、動(dòng)態(tài)特性好、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)而在虛擬軸機(jī)床、微動(dòng)操作臺(tái)、運(yùn)動(dòng)模擬器以及多維力傳感器等行業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。相對(duì)于串聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)工作空間較小，運(yùn)動(dòng)之間存在強(qiáng)的耦合性，控制難度較大，這限制了并聯(lián)機(jī)構(gòu)在工業(yè)中的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。而如果機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)解耦，則其工作空間將擴(kuò)大， 并且控制更為容易，同等條件下運(yùn)動(dòng)精度將更高，對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制、軌跡規(guī)劃及標(biāo)定等均具有重要意義。并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有2、3、4、5或6個(gè)自由度，目前，對(duì)6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究較為全面和深入，但機(jī)構(gòu)自由度的減少將使得機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，制造和控制成本相對(duì)較低，故在滿足預(yù)期工作要求的情況下，少自由度并聯(lián)機(jī)器人有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)學(xué)者在少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的研究方面取得了一些研究成果，如專利申請(qǐng)?zhí)?200710063054. 2,200910231054. 8,200910228323. 5 等。但迄今專利申報(bào)所涉及的空間三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)或者運(yùn)動(dòng)僅部分解耦，而非完全解耦，或者分支中含有球鉸、虎克鉸等運(yùn)動(dòng)副，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工制造難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種運(yùn)動(dòng)完全解耦、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制的運(yùn)動(dòng)完全解耦的空間三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。本發(fā)明主要包括固定基座、動(dòng)平臺(tái)和連接固定基座與動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)分支，其中，兩個(gè)分支結(jié)構(gòu)完全相同，即均由兩個(gè)連桿、兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)移動(dòng)副組成，該兩個(gè)相同分支中的兩個(gè)連桿的一端均通過(guò)移動(dòng)副與固定基座相連，上述兩個(gè)連桿的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與另外兩個(gè)連桿相連，該兩個(gè)連桿的另一端均通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連，上述兩相同分支與固定基座相連的移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向垂直，與動(dòng)平臺(tái)相連的轉(zhuǎn)動(dòng)副及連接兩連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均相互平行，且均與和固定基座相連的移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向垂直；另一分支由兩個(gè)連桿、兩個(gè)移動(dòng)副和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副組成，與固定基座相連的運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副，一端與上述轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的連桿另一端通過(guò)移動(dòng)副與另一連桿的一端相連，該連桿另一端與動(dòng)平臺(tái)以移動(dòng)副相連，上述轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線與上述分支中兩移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向均垂直，并與其它兩相同分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單，具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和兩個(gè)移動(dòng)自由度，并且運(yùn)動(dòng)完全解耦，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)易于開(kāi)發(fā)，標(biāo)定更為簡(jiǎn)便。


圖1為本發(fā)明的立體示意簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1所示的一種運(yùn)動(dòng)完全解耦的空間三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)立體示意圖中， 兩個(gè)相同分支中的兩個(gè)連桿4、9的一端分別通過(guò)移動(dòng)副3、8與固定基座1相連，上述兩個(gè)連桿的另一端分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副5、10與另外兩個(gè)連桿6、11相連，該兩個(gè)連桿的另一端分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副7、12與動(dòng)平臺(tái)2相連，上述兩相同分支與固定基座相連的移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向垂直，與動(dòng)平臺(tái)相連的轉(zhuǎn)動(dòng)副及連接兩連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均相互平行，且均與和固定基座相連的移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向垂直。在另一分支中，與固定基座相連的運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副13，一端與上述轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的連桿14的另一端通過(guò)移動(dòng)副15與另一連桿16的一端相連，該連桿另一端通過(guò)移動(dòng)副17與動(dòng)平臺(tái)相連，上述轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線與上述分支中兩移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向均垂直，并與其它兩分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行。上述連接動(dòng)平臺(tái)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和與固定基座相連的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線均與和固定基座相連的兩個(gè)移動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)方向垂直。
權(quán)利要求
1. 一種運(yùn)動(dòng)完全解耦的空間三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括固定基座、動(dòng)平臺(tái)和連接固定基座與動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)分支，其特征在于該三個(gè)分支中，結(jié)構(gòu)完全相同的兩個(gè)分支中的兩個(gè)連桿的一端均通過(guò)移動(dòng)副與固定基座相連，上述兩個(gè)連桿的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與另外兩個(gè)連桿相連，該兩個(gè)連桿的另一端均通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連，上述兩相同分支與固定基座相連的移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向垂直，與動(dòng)平臺(tái)相連的轉(zhuǎn)動(dòng)副及連接兩連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均相互平行，且均與和固定基座相連的移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向垂直；另一分支與固定基座相連的運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副，一端與上述轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的連桿另一端通過(guò)移動(dòng)副與另一連桿的一端相連，該連桿另一端與動(dòng)平臺(tái)以移動(dòng)副相連，上述轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線與上述分支中兩移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向均垂直，并與其它兩相同分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行。
全文摘要
一種運(yùn)動(dòng)完全解耦的空間三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其包括固定基座、動(dòng)平臺(tái)和連接它們的三個(gè)分支，其中，結(jié)構(gòu)完全相同的兩個(gè)分支中的兩個(gè)連桿的一端均通過(guò)移動(dòng)副與固定基座相連，上述兩個(gè)連桿的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與另外兩個(gè)連桿相連，該兩個(gè)連桿的另一端均通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連，另一分支中與固定基座相連的運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副，一端與上述轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的連桿另一端通過(guò)移動(dòng)副與另一連桿的一端相連，該連桿另一端與動(dòng)平臺(tái)以移動(dòng)副相連。本發(fā)明具有運(yùn)動(dòng)完全解耦、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)易于開(kāi)發(fā)、標(biāo)定更為簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B25J9/08GK102431027SQ20111033446
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月30日
發(fā)明者侯雨雷, 盧文娟, 曾達(dá)幸 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)