本實用新型涉及數(shù)控機床技術領域，具體是一種全對稱并聯(lián)機器人。

背景技術：

并聯(lián)機構(gòu)(PM)，可以定義為動平臺(末端執(zhí)行器)和定平臺(機架)通過至少兩個獨立的運動鏈相連接，并以并聯(lián)方式驅(qū)動的一種閉環(huán)機構(gòu)。若并聯(lián)機構(gòu)滿足以下四個條件：a.可以實現(xiàn)穩(wěn)定的連續(xù)的多自由度運動；b.各個分支運動鏈結(jié)構(gòu)相同；c.所有分支對稱布置在定平臺上；d.驅(qū)動器在分支上的安裝位置相同；則該機構(gòu)被稱為全對稱并聯(lián)機構(gòu)(fully-symmetrical PM)。相較于一般的并聯(lián)機構(gòu)，全對稱并聯(lián)機構(gòu)不僅具有高剛度、高精度、高速度、靈活、易于集成的傳統(tǒng)優(yōu)點，還具有較好的各向同性，即更好的運動的傳遞特性、力的傳遞特性和動態(tài)特性。因此全對稱并聯(lián)機構(gòu)被廣泛應用于工業(yè)、醫(yī)療、食品等行業(yè)。具體的應用領域涉及定位裝置、微操作機械手、運動模擬器、加工中心主軸頭、多軸數(shù)控機床等。

在復雜曲面加工的實際應用中，并不需要多自由度的并聯(lián)機構(gòu)。為了有效地簡化運算、控制以及減少制造成本，所以能夠?qū)崿F(xiàn)相應操作的少自由度并聯(lián)機構(gòu)得以研發(fā)。其中，兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)是少自由度并聯(lián)機構(gòu)中的重要一類，是少自由度并聯(lián)機構(gòu)中極具工程應用價值的一類。

現(xiàn)已有三自由度實用新型公布專利(如CN101844307B、CN205033197U、CN104625198A)，其支鏈較為復雜且不完全對稱，所以機構(gòu)的運動性能和動力學性能不存在對稱性，各向同性不能保證。所以提出一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、加工組裝容易、剛度高、精度高、價格便宜、各向同性較好、可滿足復雜曲面加工需 要的兩轉(zhuǎn)一移全對稱并聯(lián)機構(gòu)很有必要。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是克服背景技術存在的不足，提供一種用于復雜曲面加工的全對稱并聯(lián)機構(gòu)，該并聯(lián)機構(gòu)應具有各向同性較好、剛度高、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、加工組裝容易及易于控制等優(yōu)點。

本實用新型提供的技術方案是：

一種用于復雜曲面加工的全對稱并聯(lián)機器人，其特征在于：包括動平臺、機架以及連接在機架和動平臺之間的三個分支機構(gòu)，其中第一分支、第二分支與第三分支均布于機架且相互之間呈120°等分布置；

所述第一分支、第二分支和第三分支分別依次包括連接在機架和動平臺之間的包含導桿及滑塊的移動副、球鉸、連桿、轉(zhuǎn)動副；所述第一分支、第二分支與第三分支中的移動副軸線均環(huán)繞三個導桿的對稱中心均布且相互之間呈120°等分布置；

所述第二分支與第三分支中的轉(zhuǎn)動副軸線共線且垂直于第一分支中的轉(zhuǎn)動副軸線；或者，

所述第一分支、第二分支與第三分支中的轉(zhuǎn)動副軸線共面且相交于動平臺中心，相互之間的夾角為120°；或者，

所述第一分支、第二分支與第三分支中的轉(zhuǎn)動副軸線兩兩共面且在空間中共同相交于一點。

所述并聯(lián)機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)包括帶動移動副的滾珠絲杠機構(gòu)以及帶動滾珠絲杠機構(gòu)的伺服電機。

所述第一分支、第二分支與第三分支中的移動副軸線均相互平行。

所述動平臺上安裝有刀頭。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型可實現(xiàn)空間的兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度，具有各向同性較好、加工精度高、剛度高、結(jié)構(gòu)簡單、加工組裝容易、及易于控制等優(yōu)點，可以滿足復雜曲面加工的工作要求。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型實施例2的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型實施例3的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合說明書附圖所示的實施例，對本實用新型作進一步說明，但本實用新型并不局限于以下實施例。

實施例1

如圖1所示：一種用于復雜曲面加工的全對稱并聯(lián)機構(gòu)，包括機架11、動平臺4、刀頭5以及連接機架和動平臺之間的三個分支(為PSR型運動支鏈)；其中用于加工的刀頭固定在動平臺上；第一分支、第二分支與第三分支均布于機架且相互之間呈120°等分布置；所述第一分支、第二分支和第三分支分別依次包括連接在機架11和動平臺之間的移動副1P(包含固定在機架11上的導桿15以及與導桿滑動配合的滑塊12)、球鉸1S、連桿13、轉(zhuǎn)動副1R；所述第一分支、第二分支與第三分支中的移動副軸線(與導桿的長度方向平行)環(huán)繞三個導桿的對稱中心均布且相互之間呈120°等分布置；所述第二分支與第三分支中轉(zhuǎn)動副軸線共線，第一分支中轉(zhuǎn)動副軸線垂直于第二分支與第三分支中轉(zhuǎn)動副 軸線；所述各分支的轉(zhuǎn)動副軸線不過各自分支球鉸的球心。

本實施例中，驅(qū)動副為各分支上的移動副，驅(qū)動方式為由伺服電機帶動的滾珠絲杠機構(gòu)(圖中省略)；當驅(qū)動副運動時，機構(gòu)作兩轉(zhuǎn)一移3自由度運動。

實施例2

如圖2所示：一種用于復雜曲面加工的全對稱并聯(lián)機構(gòu)，包括機架11、動平臺4、刀頭5以及連接機架和動平臺之間的三個分支(為PSR型運動支鏈)；其中用于加工的刀頭固定在動平臺上；第一分支、第二分支與第三分支均布于機架且相互之間呈120°等分布置；所述第一分支、第二分支和第三分支分別依次包括連接在機架11和動平臺之間的移動副1P(包含固定在機架11上的導桿15以及與導桿滑動配合的滑塊12))、球鉸1S、連桿13、轉(zhuǎn)動副1R；所述第一分支、第二分支與第三分支中的移動副軸線(與導桿的長度方向平行)環(huán)繞三個導桿的對稱中心均布且相互之間呈120°等分布置；所述第一分支、第二分支與第三分支中轉(zhuǎn)動副軸線共面且交于動平臺中心，相互之間的夾角為120°；所述各分支的轉(zhuǎn)動副軸線不過各自分支球鉸的球心。

本實施例中，驅(qū)動副為各分支上的移動副，驅(qū)動方式為由伺服電機帶動的滾珠絲杠機構(gòu)(圖中省略)；當驅(qū)動副運動時，機構(gòu)作兩轉(zhuǎn)一移3自由度運動。

實施例3

如圖3所示：一種用于復雜曲面加工的全對稱并聯(lián)機構(gòu)，包括機架11、動平臺4、刀頭5以及連接機架和動平臺之間的三個分支(為PSR型運動支鏈)；其中用于加工的刀頭固定在動平臺上；第一分支、第二分支與第三分支均布于機架且相互之間呈120°等分布置；所述第一分支、第二分支和第三分支分別依次包括連接在機架11和動平臺之間的移動副1P(包含固定在機架11上的導桿 15以及與導桿滑動配合的滑塊12))、球鉸1S、連桿13、轉(zhuǎn)動副1R；所述第一分支、第二分支與第三分支中的移動副軸線(與導桿的長度方向平行)環(huán)繞三個導桿的對稱中心均布且相互之間呈120°等分布置；所述第一分支、第二分支與第三分支中轉(zhuǎn)動副軸線兩兩共面且在空間中共同相交于O點；所述各分支的轉(zhuǎn)動副軸線不過各自分支球鉸的球心。

本實施例中，驅(qū)動副為各分支上的移動副，驅(qū)動方式為由伺服電機帶動的滾珠絲杠機構(gòu)(圖中省略)；當驅(qū)動副運動時，機構(gòu)作兩轉(zhuǎn)一移3自由度運動。