解耦型兩平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種解耦型兩平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)機(jī)器人與串聯(lián)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)和性能特點上呈對偶關(guān)系，與傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人相比，并聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)剛度大，承載力高，慣性小，響應(yīng)速度快，精度高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造等相關(guān)領(lǐng)域。
[0003]少自由度并聯(lián)機(jī)器人以其自身的特點和應(yīng)用潛力吸引了國內(nèi)外大批學(xué)者進(jìn)行研究，天津大學(xué)的田延嶺等人研制了一種大行程兩平動一轉(zhuǎn)動精密定位平臺，由基座和設(shè)置在其內(nèi)部的動平臺組成，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，輸出位移較大，軸向剛度高等特點，可作為納米微操作系統(tǒng)的輔助定位平臺，具有微量進(jìn)給和精密定位功能。北京工業(yè)大學(xué)的丁華鋒等人研制了一種兩轉(zhuǎn)一移的三自由度非對稱并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括動平臺、機(jī)架以及連接的三個分支。燕山大學(xué)的曾達(dá)幸等人研制了一種兩移動一轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括定平臺、動平臺以及連接它們的三個分支，結(jié)構(gòu)完全相同的兩個分支均由一個圓柱副和兩個轉(zhuǎn)動副以及連接他們的兩個連桿組成，另一分支由四個轉(zhuǎn)動副和連接它們的三個連桿組成。
[0004]上述研究成果中涉及到不同類型的并聯(lián)機(jī)器人，但仍有許多少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)有待開發(fā)，其中具有兩平動一轉(zhuǎn)動的解耦型并聯(lián)機(jī)器人類型仍比較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具有兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度，并且轉(zhuǎn)動軸線與移動平面平行的解耦型并聯(lián)機(jī)器人。其技術(shù)方案為:
一種解耦型兩平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)器人，包括固定平臺、圓盤滑塊、運(yùn)動工作臺和連接于圓盤滑塊與運(yùn)動工作臺之間的三條支鏈，其特征在于:固定平臺具有三個相互正交的平面，每個平面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，圓盤滑塊通過鑲嵌在邊緣的滾珠可動的嵌入到固定平臺的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，與固定平臺共同組成平面運(yùn)動副，第一條支鏈為一個第一伸縮桿，第一伸縮桿的一端通過第一轉(zhuǎn)動副與運(yùn)動工作臺連接，另一端和圓盤滑塊的一面固接，第二條支鏈為一個定長桿，定長桿的一端通過第二轉(zhuǎn)動副與運(yùn)動工作臺連接，另一端和圓盤滑塊的一面固接，第三條支鏈為一個第二伸縮桿，第二伸縮桿的一端與運(yùn)動工作臺固接，另一端和圓盤滑塊的一面固接，第一伸縮桿和第二伸縮桿的中心軸線均與與其固接的圓盤滑塊和固定平臺組成的平面運(yùn)動副對應(yīng)的運(yùn)動平面的法線平行，第一轉(zhuǎn)動副和第二轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線均與第二伸縮桿的中心軸線平行。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點為:(1)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計制造成本低，便于實現(xiàn)大的工作空間；(2)支鏈中關(guān)節(jié)數(shù)目少，因此剛度大，易于保證運(yùn)動精度；(3)在結(jié)構(gòu)上三條支鏈正交布置，通過采用兩條支鏈中的伸縮桿和另一條支鏈中的轉(zhuǎn)動副作為驅(qū)動關(guān)節(jié)，實現(xiàn)了運(yùn)動工作臺兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度的解耦控制。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:1、固定平臺2、第一伸縮桿3、第一轉(zhuǎn)動副4、滾珠5、圓盤滑塊6、定長桿7、第二轉(zhuǎn)動副8、運(yùn)動工作臺9、第二伸縮桿。
【具體實施方式】
[0009]固定平臺I具有三個相互正交的平面，每個平面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，圓盤滑塊5通過鑲嵌在邊緣的滾珠4可動的嵌入到固定平臺I的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，與固定平臺I共同組成平面運(yùn)動副，第一條支鏈為一個第一伸縮桿2，第一伸縮桿2的一端通過第一轉(zhuǎn)動副3與運(yùn)動工作臺8連接，另一端和圓盤滑塊5的一面固接，第二條支鏈為一個定長桿6，定長桿6的一端通過第二轉(zhuǎn)動副7與運(yùn)動工作臺8連接，另一端和圓盤滑塊5的一面固接，第三條支鏈為一個第二伸縮桿9，第二伸縮桿9的一端與運(yùn)動工作臺8固接，另一端和圓盤滑塊5的一面固接，第一伸縮桿2和第二伸縮桿9的中心軸線均與與其固接的圓盤滑塊5和固定平臺I組成的平面運(yùn)動副對應(yīng)的運(yùn)動平面的法線平行，第一轉(zhuǎn)動副3和第二轉(zhuǎn)動副7的轉(zhuǎn)動軸線均與第二伸縮桿9的中心軸線平行。
【主權(quán)項】
1.一種解耦型兩平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)器人，包括固定平臺(I)、圓盤滑塊(5)、運(yùn)動工作臺(8)和連接于圓盤滑塊(5)與運(yùn)動工作臺(8)之間的三條支鏈，其特征在于:固定平臺(I)具有三個相互正交的平面，每個平面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，圓盤滑塊(5)通過鑲嵌在邊緣的滾珠(4)可動的嵌入到固定平臺(I)的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，與固定平臺(I)共同組成平面運(yùn)動副，第一條支鏈為一個第一伸縮桿(2)，第一伸縮桿(2)的一端通過第一轉(zhuǎn)動副(3)與運(yùn)動工作臺(8)連接，另一端和圓盤滑塊(5)的一面固接，第二條支鏈為一個定長桿(6)，定長桿(6)的一端通過第二轉(zhuǎn)動副(7)與運(yùn)動工作臺(8)連接，另一端和圓盤滑塊(5)的一面固接，第三條支鏈為一個第二伸縮桿(9)，第二伸縮桿(9)的一端與運(yùn)動工作臺(8)固接，另一端和圓盤滑塊(5)的一面固接，第一伸縮桿(2)和第二伸縮桿(9)的中心軸線均與與其固接的圓盤滑塊(5)和固定平臺(I)組成的平面運(yùn)動副對應(yīng)的運(yùn)動平面的法線平行，第一轉(zhuǎn)動畐Ij (3)和第二轉(zhuǎn)動副(7)的轉(zhuǎn)動軸線均與第二伸縮桿(9)的中心軸線平行。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種解耦型兩平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)器人，包括固定平臺、圓盤滑塊、運(yùn)動工作臺和連接于圓盤滑塊與運(yùn)動工作臺之間的三條支鏈，其特征在于：固定平臺具有三個相互正交的平面，每個平面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，圓盤滑塊通過鑲嵌在邊緣的滾珠可動的嵌入到固定平臺的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，第一條支鏈中第一伸縮桿的一端通過第一轉(zhuǎn)動副與運(yùn)動工作臺連接，另一端和圓盤滑塊固接，第二條支鏈中定長桿的一端通過第二轉(zhuǎn)動副與運(yùn)動工作臺連接，另一端和圓盤滑塊固接，第三條支鏈中第二伸縮桿的一端與運(yùn)動工作臺固接，另一端和圓盤滑塊固接。本發(fā)明采用第一伸縮桿、第二伸縮桿和另一條支鏈中的轉(zhuǎn)動副作為驅(qū)動關(guān)節(jié)，實現(xiàn)了兩平動一轉(zhuǎn)動自由度的完全解耦控制。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105108742
【申請?zhí)枴緾N201510677642
【發(fā)明人】宮金良, 張彥斐, 陳超
【申請人】山東理工大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年10月20日