專利名稱：一種位置和姿態(tài)解耦的雙并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人和自動(dòng)化裝備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具體地說(shuō)是為機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)床等裝備提供一種新型的六自由度部分解析、解耦的并聯(lián)操作機(jī)構(gòu)。
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(cè)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Stewart并聯(lián)機(jī)床,被認(rèn)為是二十世紀(jì)以來(lái)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(cè)量機(jī)(含測(cè)量劃線機(jī))，也是近年來(lái)科學(xué)測(cè)量?jī)x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(cè)量精度及測(cè)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(lái)說(shuō)，其末端執(zhí)行器的空間位姿比較靈活，且 承載大、剛度好，易得反向解析解，但其末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)求解非常困難，無(wú)法得到正解解析解，因此，應(yīng)用范圍受到影響。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的整體優(yōu)良性能取決于其組成的支鏈的拓?fù)湓O(shè)計(jì)(支鏈類型、組合方式)、以及支鏈在動(dòng)、靜平臺(tái)間的拓?fù)湓O(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)副的選取等。因此，解耦性好(全解耦或部分解耦)、易得正解解析解、工作空間大且不易干涉、制造裝配容易的6-dof并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)型設(shè)計(jì)，是機(jī)構(gòu)學(xué)界長(zhǎng)期未能得到解決的、并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究領(lǐng)域中挑戰(zhàn)性最強(qiáng)的難題之一，需要?jiǎng)?chuàng)造出性能優(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)，提供一種新型的六自由度部分解析、解耦并聯(lián)操作機(jī)構(gòu)。其技術(shù)方案是一種位置和姿態(tài)解耦的雙并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括靜平臺(tái)
(O)、動(dòng)平臺(tái)(7)及六只直線缸，三只直線缸的兩端分別用球副連接動(dòng)平臺(tái)(7)與靜平臺(tái)(O)后，動(dòng)平臺(tái)(7)與靜平臺(tái)(O)之間又通過(guò)一個(gè)球副直接連接；而另三只直線缸的一端分別用球副連接動(dòng)平臺(tái)(7)，其中，兩只直線缸的另一端分別用球副連接第三只直線缸另一端的缸體或伸出桿，而操作器固定在第三只直線缸另一端的缸體或伸出桿的外伸端(P)。進(jìn)一步，所述的動(dòng)平臺(tái)(7)上的六個(gè)球副可在一個(gè)平面，也可不在一個(gè)平面；所述的六只直線缸為汽缸或油壓缸或電動(dòng)缸。同時(shí)，所述的六只直線缸兩端的任一個(gè)球副，均可用二自由度的萬(wàn)向節(jié)替代?？刂屏恢本€缸，即可獲得操作器的位置和姿態(tài)，二者解耦且位置解為解析。這種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，便于控制，可用于多自由度的自動(dòng)化裝置或機(jī)器人操作手。


附圖I為本發(fā)明的一個(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(guò)附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)給予進(jìn)一步地說(shuō)明。附圖I所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種位置和姿態(tài)解耦的雙并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括靜平臺(tái)O、動(dòng)平臺(tái)7及第一 第六直線缸I 6，第一直線缸I、第二直線缸2、第三直線缸3的一端分別用球副Sp S2, S3連接靜平臺(tái)O，另一端分別用球副S1(l、S8、S6連接動(dòng)平臺(tái)7，之后，動(dòng)平臺(tái)7與靜平臺(tái)O之間又通過(guò)一個(gè)球副S4直接連接；而第四直線缸4、第五直線缸5、第六直線缸6的一端分別用球副S9、S7、S5連接動(dòng)平臺(tái)7，其中，第四直線缸4、第五直線缸5的另一端分別用球副Sn、S12連接第六直線缸6的另一端的缸體或伸出桿，而操作器就固定在第六直線缸6的另一端的缸體或伸出桿的外伸端P。動(dòng)平臺(tái)7上的六個(gè)球副可在一個(gè)平面，也可不在一個(gè)平面；六只直線缸可以是汽缸，也可以是油壓缸或電動(dòng)缸。同時(shí)，六只直線缸兩端的任一個(gè)球副，均可用二自由度的萬(wàn)向節(jié)替代。 控制六只直線缸，即可獲得操作器的三維平移和三維轉(zhuǎn)動(dòng)輸出，其中，第——第三直線控制動(dòng)平臺(tái)的姿態(tài)，第四直線缸 第六直線缸三 者控制動(dòng)平臺(tái)的位置。該平臺(tái)易求得操作器位置運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解，且與姿態(tài)解耦，控制容易，可作為變姿態(tài)靈活、承載大、剛度好的新型并聯(lián)機(jī)床或機(jī)器人等自動(dòng)化裝備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種位置和姿態(tài)解耦的雙并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括靜平臺(tái)(O)、動(dòng)平臺(tái)(7)及六只直線缸，其特征在于三只直線缸的兩端分別用球副連接動(dòng)平臺(tái)(7)與靜平臺(tái)(O)后，動(dòng)平臺(tái)(7)與靜平臺(tái)(O)之間又通過(guò)一個(gè)球副直接連接；而另三只直線缸的一端分別用球副連接動(dòng)平臺(tái)(7)，其中，兩只直線缸的另一端分別用球副連接第三只直線缸另一端的的缸體或伸出桿，而操作器固定在第三只直線缸另一端的的缸體或伸出桿的外伸端(P)。
2.按權(quán)利要求I所述的位置和姿態(tài)解耦的雙并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所述的動(dòng)平臺(tái)(7)上的六個(gè)球副可在一個(gè)平面，也可不在一個(gè)平面；所述的六只直線缸為汽缸或油壓缸或電動(dòng)缸。
3.按權(quán)利要求書(shū)I所述的位置和姿態(tài)解耦的雙并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于六只直線缸兩端的任一個(gè)球副，均可用二自由度的萬(wàn)向節(jié)替代。
全文摘要
一種位置和姿態(tài)解耦的雙并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括靜平臺(tái)(0)、動(dòng)平臺(tái)(7)及六只直線缸，三只直線缸的兩端分別用球副連接動(dòng)平臺(tái)(7)與靜平臺(tái)(0)后，動(dòng)平臺(tái)(7)與靜平臺(tái)(0)之間又通過(guò)一個(gè)球副直接連接；另三只直線缸的一端分別用球副連接動(dòng)平臺(tái)(7)，其中，兩只直線缸的另一端分別用球副連接第三只直線缸的缸體或伸出桿，而操作器固定在第三只直線缸的缸體或伸出桿的外伸端(P)；六只直線缸可以是汽缸、油壓缸、電動(dòng)缸，控制六只直線缸，即可獲得操作器的位置和姿態(tài)，二者解耦且輸入輸出部分解析。這種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，便于控制，可用于多自由度的自動(dòng)化裝置或機(jī)器人操作手。
文檔編號(hào)B25J9/00GK102814812SQ20121032349
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者沈惠平, 黃濤, 鄧嘉鳴, 王振, 孟慶梅, 楊廷力 申請(qǐng)人:常州大學(xué)