CN105619384B - 一种单输入三平移一转动并联机器人操作手 - Google Patents

Abstract

一种单输入三平移一转动并联机器人操作手，包含动平台(1)、静平台(0)，以及连接动平台(1)、静平台(0)的1条空间复杂支链和1个摆杆(9)，空间复杂支链由1条主链和1条副链组成，从静平台到动平台，主链上的前3个转动副轴线，以及第4、5个转动副轴线相互平行，但第3个转动副与第4个转动副轴线垂直；副链上的前2个转动副轴线，以及第3、4个转动副轴线相互平行，但第2个转动副与第3个转动副轴线垂直，且第4个转动副的轴线与主链上第5个转动副的轴线重合；摆杆(9)的两端分别通过转动副十(R₃₁)、球副(S₃₂)连接于静平台(0)、动平台(1)。该种操作手具有结构简单、制造容易，能产生三平移一转动的多个输出运动。

Description

一种单输入三平移一转动并联机器人操作手

技术领域

本发明涉及一种少输入多输出的并联机器人操作手，为机器人操作手等提供一个新型的单输入三平移一转动并联操作手。

背景技术

工业上许多场合需要结构简单的、单自由度但能产生空间复杂运动的空间机构,以用于混合机、抛光机、搅拌机、振动筛等。申请人已发明了系列单自由度的并联机构，它们能产生空间的两转动、三转动、一平移两转动、一平移三转动、二平移两转动、三平移两转动、三平移三转动等复杂运动，这些并联机构用作多维振动筛等，可以保证物料翻转充分，筛孔不易被“筛粒”卡住,从而可提高筛分效率,可替代目前传统的圆振动筛和直线振动筛；也可用作混合机、搅拌机本，可使物料混合均匀，混合效率高。无论用于筛分还是混合搅拌，都能节能降耗。但目前尚未出现结构简单、实用的单自由度三平移一转动并联机构。

本发明提供新一种单自由度驱动但能产生空间三平移一转动的并联机构，以满足各种节能降耗生产设备的需要。

发明内容

本发明的目的是要克服现有技术的不足，而提供一种新的单输入三平移一转动并联机器人操作手，这类机构具有刚性好、结构较简单、易于加工；耦合度k低(k＝1)，运动学正解和动力学求解比较容易等优点。

本发明提供的一种单输入三平移一转动并联机器人操作手，包含动平台(1)、静平台(0)，以及连接动平台(1)、静平台(0)的1条空间复杂支链和1个摆杆(9)，空间复杂支链由1条主链和1条副链组成，主链上，连杆二(2)的一端与静平台(0)用转动副一(R₁₁)连接，连杆二(2)的另一端与连杆三(3)的一端以转动副二(R₁₂)连接，连杆三(3)的另一端与连杆四(4)的一端以转动副三(R₁₃)连接，连杆四(4)的另一端与连杆五(5)的一端以转动副四(R₁₄)连接，连杆五(5)的另一端与动平台(1)以转动副五(R₁₅)连接；而转动副一(R₁₁)、转动副二(R₁₂)、转动副三(R₁₃)的轴线相互平行，转动副四(R₁₄)与转动副五(R₁₅)的轴线相互平行，但转动副三(R₁₃)与转动副四(R₁₄)的轴线相互垂直；副链上，连杆六(6)的一端与静平台(0)用转动副六(R₂₁)连接，且转动副六(R₂₁)的轴线与转动副一(R₁₁)的轴线不平行，连杆六(6)的另一端与连杆七(7)的一端以转动副七(R₂₂)连接，连杆七(7)的另一端与连杆八(8)的一端以转动副八(R₂₃)连接，连杆八(8)的另一端与连杆五(5)以转动副九(R₂₄)连接，且转动副五(R₁₅)与转动副九(R₂₄)的轴线重合；同时，转动副六(R₂₁)、转动副七(R₂₂)的轴线平行，而转动副八(R₂₃)与转动副九(R₂₄)的轴线平行，但转动副七(R₂₂)与转动副八(R₂₃)的轴线必须垂直；进一步，摆杆(9)的两端分别通过转动副十(R₃₁)、球副(S₃₂)连接于静平台(0)、动平台(1)，且转动副十(R₃₁)和球副(S₃₂)可以对换。

同时，静平台(0)上的三个转动副之一为驱动副时，动平台(1)就可产生三平移一转动的空间运动；驱动副也可以用移动副来替代。

附图说明

附图1为本发明的单输入三平移一转动并联机器人操作手的实施例结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。

附图1所示的并联机构可为本发明的实施例之一，其技术方案是这样的：一种单输入三平移一转动并联机器人操作手，包含动平台1、静平台0，以及连接动平台1、静平台0的1条空间复杂支链和1个摆杆9，空间复杂支链由1条主链和1条副链组成，主链上，连杆二2的一端与静平台0用转动副一R₁₁连接，连杆二2的另一端与连杆三3的一端以转动副二R₁₂连接，连杆三3的另一端与连杆四4的一端以转动副三R₁₃连接，连杆四4的另一端与连杆五5的一端以转动副四R₁₄连接，连杆五5的另一端与动平台1以转动副五R₁₅连接；而转动副一R₁₁、转动副二R₁₂、转动副三R₁₃的轴线相互平行，转动副四R₁₄与转动副五R₁₅的轴线相互平行，但转动副三R₁₃与转动副四R₁₄的轴线相互垂直；副链上，连杆六6的一端与静平台0用转动副六R₂₁连接，且转动副六R₂₁的轴线与转动副一R₁₁的轴线垂直，连杆六6的另一端与连杆七7的一端以转动副七R₂₂连接，连杆七7的另一端与连杆八8的一端以转动副八R₂₃连接，连杆八8的另一端与连杆五5以转动副九R₂₄连接，且转动副五R₁₅与转动副九R₂₄的轴线重合；同时，转动副六R₂₁、转动副七R₂₂的轴线平行，而转动副八R₂₃与转动副九R₂₄的轴线平行，但转动副七R₂₂与转动副八R₂₃的轴线必须垂直；进一步，摆杆9的两端分别通过转动副十R₃₁、球副S₃₂连接于静平台0、动平台1，当然，转动副十R₃₁和球副S₃₂可以对换。

当与静平台0联接的转动副一R₁₁为驱动时，就可使动平台1实现三平移及绕动平台1上转动副五R₁₅轴线的转动输出，其中，仅有一个运动为独立，而其他的运动为派生运动。

Claims (2)

1.一种单输入三平移一转动并联机器人操作手，包含动平台(1)、静平台(0)，以及连接动平台(1)、静平台(0)的1条空间复杂支链和1个摆杆(9)，其特征在于：空间复杂支链由1条主链和1条副链组成，主链上，连杆二(2)的一端与静平台(0)用转动副一(R₁₁)连接，连杆二(2)的另一端与连杆三(3)的一端以转动副二(R₁₂)连接，连杆三(3)的另一端与连杆四(4)的一端以转动副三(R₁₃)连接，连杆四(4)的另一端与连杆五(5)的一端以转动副四(R₁₄)连接，连杆五(5)的另一端与动平台(1)以转动副五(R₁₅)连接；而转动副一(R₁₁)、转动副二(R₁₂)、转动副三(R₁₃)的轴线相互平行，转动副四(R₁₄)与转动副五(R₁₅)的轴线相互平行，但转动副三(R₁₃)与转动副四(R₁₄)的轴线相互垂直；副链上，连杆六(6)的一端与静平台(0)用转动副六(R₂₁)连接，且转动副六(R₂₁)的轴线与转动副一(R₁₁)的轴线不平行，连杆六(6)的另一端与连杆七(7)的一端以转动副七(R₂₂)连接，连杆七(7)的另一端与连杆八(8)的一端以转动副八(R₂₃)连接，连杆八(8)的另一端与连杆五(5)以转动副九(R₂₄)连接，且转动副五(R₁₅)与转动副九(R₂₄)的轴线重合；同时，转动副六(R₂₁)、转动副七(R₂₂)的轴线平行，而转动副八(R₂₃)与转动副九(R₂₄)的轴线平行，但转动副七(R₂₂)与转动副八(R₂₃)的轴线必须垂直；进一步，摆杆(9)的两端分别通过转动副十(R₃₁)、球副(S₃₂)连接于静平台(0)、动平台(1)，且转动副十(R₃₁)和球副(S₃₂)可以对换。

2.按权利要求1所述的单输入三平移一转动并联机器人操作手，其特征在于：与静平台(0)联接的三个转动副之一为驱动副，可以用移动副来替代。