本發(fā)明屬于機器人技術領域,特別涉及一種并聯機構。
背景技術:
為了便于說明,設P和R分別表示移動副和轉動副。近20年來,四自由度并聯機構一直成為國內外機器人領域研究的熱點和前沿。目前一些四自由度并聯機構已成功用于制造并聯機床,醫(yī)療設備,微機電設備,多維力并聯傳感器等。查詢到的近年來有關四自由度并聯機器人機構的中國發(fā)明專利如下:公開號為CN100586666的專利公布了一種四自由度并聯機構,具有三維移動和一個轉動;公開號為CN100553899的專利公布了一種分岔四自由度并聯機器人機構,具有4個PRPU分支;公開號為CN1170658C的專利公布了一種四自由度并聯機器人機構具有2個UPS分支和2個RPS分支;公開號為CN100411826C的專利公布了一種二維平動二維轉動的四自由度并聯機器人機構,有2個交叉的PUU分支和2個非叉PUU分支;公開號為CN100354068C的專利公布了具有被動約束分支四自由度并聯機器人機構,具有4個SPS分支和1個SP被動分支;公開號為CN102601793B的專利公布了新型空間全對稱四自由度并聯機構,具有4個PSS分支和1個中間被動分支;公開號為CN102601794B的專利公布了具有調姿能力的高剛度四自由度并聯機構,具有4個PRUP型分支分支,每個分支的第一驅動移動副與機座聯接,第一移動副是用于調姿;公開號為CN100513062的專利公布了一種四自由度并聯機構,具有2個UPS型分支分支和2個UPR型分支分支;公開號為CN1211185C的專利公布了用于虛擬軸數控機床和機器人的兩平移兩轉動四自由度并聯機構,其動平臺是3副桿,機座是四副桿。
綜上所述,上述四自由度并聯機構各具特色,其動平臺和機座都是四副桿的較多,其動平臺和機座都是五副桿的較少,有一個機構動平臺是三副桿和機座是四副桿,各分支各不相同。
至今,用三副桿作為動平臺,用三副桿作為機座構造對稱式四自由度并聯機構尚未見報道。如何提高四自由度并聯機構工作空間,具有良好的平動性能,動平臺具有各向平動同性,并能承受大變化載荷,一直是人們努力實現的目標。
技術實現要素:
:
本發(fā)明目的在于提供一種結構簡單、平動性好,工作空間大、向任意方向平動性能同性、承受大變化載荷能力強的2(2RRPR+R)型四自由度并聯機構。本發(fā)明的動平臺與不同工具聯接,可構造多種四自由度并聯機器人和裝備,尤其適合構造并聯爬壁機器人。
本發(fā)明包括機座、動平臺、上軸、下軸、四個相同的短軸和四個結構相同的SPR型直線驅動分支,其中機座和動平臺均是三副桿,均為圓形板,其上均設有兩個正交的徑向通孔,動平臺的直徑小于機座直徑;上軸設在動平臺的一個徑向通孔內,其兩端均設有與軸正交的兩個相互平行通孔,下軸設在機座的一個徑向通孔內,其兩端均設有與軸正交的兩個相互平行通孔,上軸的長度短于下軸的長度;四個短軸分別與動平臺和機座的另一個通孔兩端轉動聯接,該短軸的伸出端設有與短軸正交的通孔,SPR型直線驅動分支為常規(guī)移動電動缸,其兩端均設有與分支軸正交的兩個相互平行通孔,其中兩個直線驅動分支上端分別與上軸兩端轉動聯接,其下端分別與機座的兩個短軸伸出端轉動聯接;另兩個直線驅動分支上端分別與動平臺的兩個短軸伸出端轉動聯接,其下端分別與下軸兩端轉動聯接。
本發(fā)明與現有技術相比具有如下優(yōu)點:
1、整體結構對稱,動平臺具有各向平動同性的優(yōu)勢。
2、整體結構簡單,所有運動副都是轉動副,承載力大,精度高,剛度高,靈活性好,工作空間大。
3、各分支結構相同,互換性好,容易安裝與制造。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的立體示意簡圖。
圖中:1-機座、2-動平臺,、3-上軸、4-下軸、5-直線驅動分支、6-短軸。
具體實施方式
在圖1所示的2(2RRPR+R)型四自由度并聯機構示意圖中,機座1和動平臺2均為圓形板,其上均設有兩個正交的徑向通孔,動平臺的直徑小于機座直徑;上軸3設在動平臺的一個徑向通孔內,其兩端均設有與軸正交的兩個相互平行通孔,下軸4設在機座的一個徑向通孔內,其兩端均設有與軸正交的兩個相互平行通孔,上軸的長度短于下軸的長度;四個結構相同的短軸6分別與動平臺和機座的另一個通孔兩端轉動聯接,該短軸的伸出端設有與短軸正交的通孔,四個結構相同的SPR型直線驅動分支5為常規(guī)移動電動缸,其兩端均設有與分支軸正交的兩個相互平行通孔,其中兩個直線驅動分支上端分別與上軸兩端轉動聯接,其下端分別與機座的兩個短軸伸出端轉動聯接;另兩個直線驅動分支上端分別與動平臺的兩個短軸伸出端轉動聯接,其下端分別與下軸兩端轉動聯接。