專利名稱：一種三平移并聯(lián)操作平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人和智能裝備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具體地說是為機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)床、并聯(lián)坐標(biāo)測量、劃線機(jī)、雕刻機(jī)與并聯(lián)機(jī)器等提供一種新型的三平移并聯(lián)操作平臺(tái)。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)構(gòu)在機(jī)器人、虛擬軸機(jī)床、坐標(biāo)測量機(jī)、仿真平臺(tái)、微操作機(jī)械手等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，6自由度Mewart并聯(lián)機(jī)床，被認(rèn)為是二十世紀(jì)以來機(jī)床結(jié)構(gòu)的一次革命； 并聯(lián)結(jié)構(gòu)的虛軸坐標(biāo)測量機(jī)(含測量劃線機(jī))，也是近年來科學(xué)測量儀上的一個(gè)重大進(jìn)展， 它具有結(jié)構(gòu)剛性大、運(yùn)動(dòng)速度高、誤差不疊加等獨(dú)特性，可使測量精度及測量效率等性能得到很大改善。目前，對(duì)于6-SPS和6-RSS機(jī)構(gòu)來說，其末端執(zhí)行器的空間位姿比較靈活，但由于該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，致使其末端執(zhí)行器的求解和應(yīng)用較困難。在工業(yè)應(yīng)用中，常要求具有2-5自由度的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，不少學(xué)者研究了三維純平移輸出并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如Delta機(jī)構(gòu)、Mar Like機(jī)構(gòu)等；Tsai提出的三維移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)(Tsai，Patent Nember :5656905,1997)，其主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)正解為8次、位置與方向解耦、工作空間較大、完全由轉(zhuǎn)動(dòng)副組成。中國學(xué)者在新型三維純平移輸出并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究與發(fā)明上也取得了一大批重要成果(如專利申請(qǐng)?zhí)?110擬97.6 ;01113519.0 ； 01108297. 6 ；01108283. 6 等)。綜上所述，并聯(lián)虛軸數(shù)控機(jī)床和并聯(lián)坐標(biāo)測量機(jī)、雕刻機(jī)、劃線機(jī)及并聯(lián)機(jī)器人等的發(fā)展和實(shí)用化需要?jiǎng)?chuàng)造出優(yōu)于現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的新機(jī)型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一類新的三平移并聯(lián)操作平臺(tái)，其技術(shù)方案是它包括動(dòng)平臺(tái)(1)、靜平臺(tái)( 及聯(lián)接在動(dòng)平臺(tái)(1)、靜平臺(tái)( 之間的三條相同支鏈，其特征在于每條支鏈具有軸線相互平行的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)結(jié)構(gòu)，再串聯(lián)另一具有軸線相互平行的二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，且每條支鏈的兩端分別通過前述的支鏈最外端的轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與動(dòng)平臺(tái)(1)和靜平臺(tái)( 相聯(lián)。其中，三條相同支鏈中的一條或二條，可用具有二組軸線各自相互平行的二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)結(jié)構(gòu)，再通過中間一個(gè)移動(dòng)副串聯(lián)而成的支鏈來替代。進(jìn)一步，三條相同支鏈中的第三條，可用一球副-球副-轉(zhuǎn)動(dòng)副(S-S-R)或球副-移動(dòng)副-球副(S-P-S)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)來替代。該類機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作空間較大、便于制造安裝等優(yōu)點(diǎn)，為虛軸機(jī)床、機(jī)器人、虛軸坐標(biāo)測量機(jī)、雕刻機(jī)、劃線機(jī)及微動(dòng)機(jī)器人的開發(fā)與實(shí)用化提供了可能。


附圖1為本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3為本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)給予進(jìn)一步地說明。附圖1所示為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，它包括動(dòng)平臺(tái)1、靜平臺(tái)2及聯(lián)接在動(dòng)平臺(tái)1、靜平臺(tái)2之間的三條相同支鏈，每條支鏈具有軸線相互平行的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)結(jié)構(gòu) R11-R12-R13,再串聯(lián)另一具有軸線相互平行的二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)的結(jié)構(gòu)R14-R15,且每條支鏈的兩端分別通過前述的支鏈最外端的轉(zhuǎn)動(dòng)副i^、R15分別與靜平臺(tái)2和動(dòng)平臺(tái)ι相聯(lián)。作為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，把第一個(gè)實(shí)施例中三條相同支鏈中的第三條，用具有二組軸線各自相互平行的二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)結(jié)構(gòu)R21-I2和R24-R25，再通過中間一個(gè)移動(dòng)副 P23串聯(lián)而成的支鏈來替代。作為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例，把第一個(gè)實(shí)施例中三條相同支鏈中的第三條，用一球副-球副-轉(zhuǎn)動(dòng)副的串聯(lián)結(jié)構(gòu)S,替代?？刂旗o平臺(tái)2上三個(gè)驅(qū)動(dòng)副1^、R21, R31的運(yùn)動(dòng)，就可控制上動(dòng)平臺(tái)1實(shí)現(xiàn)X、Y、Z 方向的三維純平移輸出。該種并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)控制等均可按常規(guī)機(jī)電技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝，該并聯(lián)機(jī)構(gòu)可作為集裝運(yùn)輸用的碼垛機(jī)、并聯(lián)坐標(biāo)測量機(jī)、機(jī)器人、雕刻機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種三平移并聯(lián)操作平臺(tái)，包括動(dòng)平臺(tái)(1)、靜平臺(tái)( 及聯(lián)接在動(dòng)平臺(tái)(1)、靜平臺(tái) (2)之間的三條相同支鏈，其特征在于每條支鏈具有軸線相互平行的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)結(jié)構(gòu)， 再串聯(lián)另一具有軸線相互平行的二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，且每條支鏈的兩端分別通過前述的支鏈最外端的轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與動(dòng)平臺(tái)(1)和靜平臺(tái)( 相聯(lián)。
2.按照權(quán)利要求1所述的三平移并聯(lián)操作平臺(tái)，其特征在于三條相同支鏈中的一條或二條，可用具有二組軸線各自相互平行的二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)結(jié)構(gòu)，再通過中間一個(gè)移動(dòng)副串聯(lián)而成的支鏈來替代。
3.按照權(quán)利要求1所述的三平移并聯(lián)操作平臺(tái)，其特征在于三條相同支鏈中的第三條，可用一球副-球副-轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)(S-S-R)或球副-移動(dòng)副-球副(S-P-S)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)來替代。
全文摘要
一種三平移并聯(lián)操作平臺(tái)，包括動(dòng)平臺(tái)、靜平臺(tái)及聯(lián)接在動(dòng)平臺(tái)、靜平臺(tái)之間的三條相同支鏈，其特征在于每條支鏈具有軸線相互平行的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)結(jié)構(gòu)，再串聯(lián)另一具有軸線相互平行的二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，且每條支鏈的兩端分別通過前述的支鏈最外端的轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與動(dòng)平臺(tái)和靜平臺(tái)相聯(lián)；同時(shí)，三條相同支鏈中的一條或二條，還可用具有二組軸線各自相互平行的二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副串聯(lián)結(jié)構(gòu)，再通過一個(gè)移動(dòng)副串聯(lián)而成的支鏈來替代；進(jìn)一步，三條相同支鏈中的第三條，還可用一球副-球副-移動(dòng)副串聯(lián)結(jié)構(gòu)(S-P-S)來替代?？刂旗o平臺(tái)上三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，即可獲得動(dòng)平臺(tái)三維純平移輸出。該機(jī)構(gòu)工作空間大、制造安裝方便，可作為新型并聯(lián)坐標(biāo)測量機(jī)、劃線機(jī)、雕刻機(jī)、噴涂機(jī)等智能裝備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)B23Q1/44GK102441795SQ20111027308
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者余同柱, 楊廷力, 沈惠平, 鄧嘉鳴, 陳愛蓮 申請(qǐng)人:常州大學(xué)