專(zhuān)利名稱(chēng)：一種具有三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種機(jī)器人，特別是涉及ー種機(jī)器人的具有空間三維平動(dòng)ー維轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景 根據(jù)專(zhuān)利US20090019960A1和EP1084802B1可知，現(xiàn)有的可實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)ー維轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括四個(gè)主動(dòng)支鏈和ー個(gè)動(dòng)平臺(tái)，每條支鏈包括近架桿和遠(yuǎn)架桿兩部分。其中近架桿一端相對(duì)于固定機(jī)架僅具有一個(gè)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，另一端通過(guò)僅具有兩個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的鉸鏈與遠(yuǎn)架桿的一端連接；遠(yuǎn)架桿另一端通過(guò)僅具有兩個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的鉸鏈與動(dòng)平臺(tái)連接，從而保證機(jī)構(gòu)的平動(dòng)；動(dòng)平臺(tái)由四個(gè)部件組成，其中兩個(gè)部件需相互平行，另外兩個(gè)部件與前述兩個(gè)相互平行的部件通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈連接，通過(guò)部件之間的相互轉(zhuǎn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)繞垂直于動(dòng)平臺(tái)的軸線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，同時(shí)配以相應(yīng)的放大機(jī)構(gòu)可擴(kuò)大轉(zhuǎn)角范圍。上述機(jī)構(gòu)的局限性在于只能實(shí)現(xiàn)繞垂直于動(dòng)平臺(tái)軸線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)并且放大機(jī)構(gòu)增加了動(dòng)平臺(tái)的重量，不利于提聞機(jī)構(gòu)效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種動(dòng)平臺(tái)カ傳遞效果好且設(shè)計(jì)輕巧的具有三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是ー種具有三維平動(dòng)ー維轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括固定架、動(dòng)平臺(tái)以及對(duì)稱(chēng)布置在所述固定架與動(dòng)平臺(tái)之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈；每條支鏈包括近架桿和兩個(gè)平行且等長(zhǎng)的遠(yuǎn)架桿，所述近架桿一端與固定在所述固定架上的驅(qū)動(dòng)端固接，另一端與上連接軸固接；所述遠(yuǎn)架桿一端與所述上連接軸球鉸接，另一端與固接在所述動(dòng)平臺(tái)上的下連接軸球鉸接；所述動(dòng)平臺(tái)包括同中心線(xiàn)且水平布置的主平臺(tái)和副平臺(tái)，所述主平臺(tái)和所述副平臺(tái)的兩端分別連接有相対的所述下連接軸，所述主平臺(tái)為封閉結(jié)構(gòu)，所述副平臺(tái)嵌入在所述主平臺(tái)內(nèi)部，所述主平臺(tái)和所述副平臺(tái)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固接于副平臺(tái)上的螺母和通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述主平臺(tái)上的絲杠，所述螺母和絲杠構(gòu)成螺旋副，所述絲杠的中心線(xiàn)與所述動(dòng)平臺(tái)的垂直軸線(xiàn)重合，所述主平臺(tái)上固接有導(dǎo)向桿，所述副平臺(tái)滑動(dòng)連接在所述導(dǎo)向桿上。所述導(dǎo)向桿有四根，四根所述導(dǎo)向桿對(duì)稱(chēng)布置在所述主平臺(tái)的兩側(cè)。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，運(yùn)動(dòng)方式明確，可滿(mǎn)足復(fù)雜抓放操作的要求。由于驅(qū)動(dòng)端的對(duì)稱(chēng)分布，可提高機(jī)構(gòu)在整個(gè)工作空間的剛度，將副平臺(tái)嵌入主平臺(tái)中封閉式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向性好，以及主、副動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)輕巧，有利于提高機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0008]圖2為本實(shí)用新型中動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、固定架，2、伺服電機(jī)，3、減速器，4、近架桿，5、上連接軸，6a、6b、遠(yuǎn)架桿，7、動(dòng)平臺(tái)，8、主平臺(tái)，9、副平臺(tái)，10、絲杠，11、螺母，12、滑動(dòng)軸承，13、導(dǎo)向桿，14、下連接軸，
15、吸盤(pán)。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一歩了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參閱圖1，ー種具有三維平動(dòng)ー維轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括固定架I、伺服電機(jī)2、減速器3、動(dòng)平臺(tái)7以及對(duì)稱(chēng)布置在所述固定架I與動(dòng)平臺(tái)7之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈構(gòu)成；每條支鏈由近架桿4、上連接軸5、兩個(gè)相互平行且等長(zhǎng)的遠(yuǎn)架桿6a和遠(yuǎn)架桿6b構(gòu)成。 所述近架桿4的一端與固定于固定架I的減速器3的輸出端固接，該減速器的另一端與所述伺服電機(jī)2固接，近架桿4的另一端與上連接軸5固接；所述遠(yuǎn)架桿6a和遠(yuǎn)架桿6b的一端分別通過(guò)球鉸鏈與所述上連接軸5連接，另一端也分別通過(guò)球鉸鏈與固接于所述動(dòng)平臺(tái)7上的下連接軸14球鉸接。所述伺服電機(jī)2和減速器3為與其固接的近架桿4提供ー個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。請(qǐng)參閱圖2，所述動(dòng)平臺(tái)7由同中心線(xiàn)且水平布置的主平臺(tái)8和副平臺(tái)9構(gòu)成，所述主平臺(tái)8和所述副平臺(tái)9的兩端分別連接有相対的所述下連接軸14。所述副平臺(tái)9嵌入主平臺(tái)8內(nèi)部，所述主平臺(tái)8兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置四個(gè)導(dǎo)向桿13，所述導(dǎo)向桿13與主平臺(tái)8固接，所述副平臺(tái)9對(duì)應(yīng)于導(dǎo)向桿13對(duì)稱(chēng)布置四個(gè)滑動(dòng)軸承12，所述滑動(dòng)軸承12固定內(nèi)置于所述副平臺(tái)9內(nèi)，導(dǎo)向桿13與連接在其上的滑動(dòng)軸承12構(gòu)成導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)限制了副平臺(tái)9相對(duì)于主平臺(tái)8只能沿導(dǎo)向桿13方向的移動(dòng)。上述動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)可以限制主平臺(tái)8和副平臺(tái)9的三個(gè)回轉(zhuǎn)自由度，即主平臺(tái)8和副平臺(tái)9均可實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)，而副平臺(tái)9除隨主平臺(tái)8三維平動(dòng)外，還可沿固接于主平臺(tái)8上的導(dǎo)向桿13實(shí)現(xiàn)與主平臺(tái)的相對(duì)移動(dòng)。主平臺(tái)8和副平臺(tái)9分別與相應(yīng)的導(dǎo)向桿13和滑動(dòng)軸承12固接，可保證機(jī)構(gòu)有較高的剛度和轉(zhuǎn)動(dòng)精度，副平臺(tái)9嵌入主平臺(tái)8內(nèi)部，從而有效提高運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。請(qǐng)參閱圖2，所述動(dòng)平臺(tái)7配以轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)吸盤(pán)15繞垂直于動(dòng)平臺(tái)7的軸線(xiàn)z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由絲杠10和螺母11構(gòu)成，所述螺母11和絲杠10構(gòu)成螺旋副，所述螺母11與副平臺(tái)9固接，可隨副平臺(tái)9移動(dòng)，所述絲杠10通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接在主平臺(tái)8上，可以將螺母11沿主平臺(tái)導(dǎo)向桿的移動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲杠10的轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠10的中心線(xiàn)與動(dòng)平臺(tái)7的垂直軸線(xiàn)z軸重合,所述吸盤(pán)15固接在所述絲杠10上,從而使吸盤(pán)15也繞軸線(xiàn)z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以將主、副平臺(tái)沿導(dǎo)向桿的相對(duì)錯(cuò)動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲杠繞其軸線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其不同點(diǎn)在于(I)將主平臺(tái)做成封閉結(jié)構(gòu)，且在周?chē)探痈逼脚_(tái)的導(dǎo)向四柱，有利于提高機(jī)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性。(2)導(dǎo)向作用通過(guò)四個(gè)導(dǎo)向桿分別相對(duì)于對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)軸承的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型將副平臺(tái)嵌入在主平臺(tái)內(nèi)部，其結(jié)構(gòu)緊湊，剛度和穩(wěn)定性好，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)輕巧，減少了運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，易實(shí)現(xiàn)高速抓取，且滿(mǎn)足復(fù)雜抓放操作的要求。盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗g和權(quán)利要求所保護(hù)的 范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括固定架、動(dòng)平臺(tái)以及對(duì)稱(chēng)布置在所述固定架與動(dòng)平臺(tái)之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈；每條支鏈包括近架桿和兩個(gè)平行且等長(zhǎng)的遠(yuǎn)架桿，所述近架桿一端與固定在所述固定架上的驅(qū)動(dòng)端固接，另一端與上連接軸固接；所述遠(yuǎn)架桿一端與所述上連接軸球鉸接，另一端與固接在所述動(dòng)平臺(tái)上的下連接軸球鉸接；所述動(dòng)平臺(tái)包括同中心線(xiàn)且水平布置的主平臺(tái)和副平臺(tái)，所述主平臺(tái)和所述副平臺(tái)的兩端分別連接有相對(duì)的所述下連接軸，其特征在于，所述主平臺(tái)為封閉結(jié)構(gòu)，所述副平臺(tái)嵌入在所述主平臺(tái)內(nèi)部，所述主平臺(tái)和所述副平臺(tái)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固接于副平臺(tái)上的螺母和通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述主平臺(tái)上的絲杠，所述螺母和絲杠構(gòu)成螺旋副，所述絲杠的中心線(xiàn)與所述動(dòng)平臺(tái)的垂直軸線(xiàn)重合，所述主平臺(tái)上固接有導(dǎo)向桿，所述副平臺(tái)滑動(dòng)連接在所述導(dǎo)向桿上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)向桿有四根，四根所述導(dǎo)向桿對(duì)稱(chēng)布置在所述主平臺(tái)的兩側(cè)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括固定架、動(dòng)平臺(tái)以及對(duì)稱(chēng)布置在固定架與動(dòng)平臺(tái)之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈；動(dòng)平臺(tái)包括同中心線(xiàn)且水平布置的主平臺(tái)和副平臺(tái)，主平臺(tái)為封閉結(jié)構(gòu)，副平臺(tái)嵌入在主平臺(tái)內(nèi)部，主平臺(tái)和副平臺(tái)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固接于副平臺(tái)上的螺母和通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接在主平臺(tái)上的絲杠，螺母和絲杠構(gòu)成螺旋副，絲杠的中心線(xiàn)與動(dòng)平臺(tái)的垂直軸線(xiàn)重合，主平臺(tái)上固接有導(dǎo)向桿，副平臺(tái)滑動(dòng)連接在導(dǎo)向桿上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，剛度和穩(wěn)定性好，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)輕巧，減少了運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，易實(shí)現(xiàn)高速抓取，且滿(mǎn)足復(fù)雜抓放操作的要求。
文檔編號(hào)B25J9/08GK202528189SQ20122000788
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者劉松濤, 梅江平, 王攀峰, 白普俊, 趙學(xué)滿(mǎn), 趙慶, 黃田 申請(qǐng)人:天津大學(xué)