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CN105856192B - 存在两条连续转动轴线的四支链二自由度转动并联机构 - Google Patents

存在两条连续转动轴线的四支链二自由度转动并联机构 Download PDF

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CN105856192B
CN105856192B CN201610303875.8A CN201610303875A CN105856192B CN 105856192 B CN105856192 B CN 105856192B CN 201610303875 A CN201610303875 A CN 201610303875A CN 105856192 B CN105856192 B CN 105856192B
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姚建涛
许允斗
闫文楠
王贝
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Yanshan University
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Yanshan University
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
    • B25J9/0072—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics of the hybrid type, i.e. having different kinematics chains

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

一种存在两条连续转动轴线的四支链二自由度转动并联机构，其包括定平台、动平台以及连接这两个平台的四条支链，第一、第二支链结构相同，其上连杆的一端通过球副与动平台连接，下连杆的一端通过虎克铰与定平台连接，上、下连杆之间通过移动副连接；第三支链的两端分别通过虎克铰和转动副与动平台和定平台连接，其中转动副轴线与虎克铰靠近定平台的轴线平行；第四支链连杆两端均通过球副与动平台和定平台连接。上述第三支链虎克铰靠近定平台的轴线通过第四支链连接定平台的球副中心，该虎克铰连接动平台的轴线通过第四支链连接动平台的球副中心。本发明机构具有四条支撑分支，能够承受大载荷，且存在两条连续转动轴线，运动学标定和控制易于实现。

Description

存在两条连续转动轴线的四支链二自由度转动并联机构
技术领域
本发明属于机器人领域，特别涉及一种并联机构。
背景技术
二自由度转动并联机构是少自由度并联机构一个重要分支，它在很多场合，诸如船舶、车辆和飞行器上的平台姿态调整与自稳定，医疗器械、摄像机和望远镜定位，以及天线和太阳能电池板方位跟踪等领域，都有非常大的应用前景。二自由度转动并联机构包括二自由度球面机构和无汇交点二自由度转动并联机构，中国专利CN200510122178.4等提出的二自由度球面并联机构，必须满足转动副轴线汇交于一定点的几何要求，加工制造非常困难；中国专利CN200710061909.8等提出的无汇交点二自由度并联机构大都是有一条仅包含虎克铰的约束分支，共有三条支撑分支，承载能力不够大。中国专利CN201310605981.8提出的无汇交点二自由度并联机构虽然含有四条分支，但是该机构不存在两条连续转动轴线。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种承载能力大的存在两条连续转动轴线的四支链二自由度转动并联机构。
本发明的技术方案如下：
本发明包括定平台、动平台以及连接这两个平台的四条支链。所述四条支链中的第一和第二支链结构相同，第一、第二支链的上连杆的一端通过球副与动平台连接，该上连杆的另一端通过移动副与下连杆的一端连接，该下连杆的另一端通过虎克铰与定平台连接；第三支链的连杆的一端通过虎克铰与动平台连接，该连杆的另一端通过转动副与定平台连接，其中转动副轴线与虎克铰靠近定平台的轴线平行；第四支链的连杆的两端均通过球副与动平台和定平台连接。上述第三支链的虎克铰靠近定平台的轴线通过第四支链中连接定平台的球副中心，其连接动平台的轴线通过第四支链中连接动平台的球副中心。
本发明与现有技术相比具有如下优点：具有四条支撑分支，能够承受大的载荷，且存在两条连续转动轴线，运动学模型简单，使得运动学标定和控制变得简单。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意简图。
图中：1、定平台 2、动平台 3、球副S1 4、上连杆 5、移动副P1 6、下连杆 7、虎克铰U1 8、虎克铰U3 9、连杆 10、转动副R1 11、球副S3 12、连杆 13、球副S4
具体实施方式
在图1所示的存在两条连续转动轴线的四支链二自由度转动并联机构示意图中，四条支链连接定平台1和动平台2，该四条支链中的第一和第二支链结构相同，第一、第二支链的上连杆4的一端通过球副S13与动平台连接，该上连杆的另一端通过移动副P15与下连杆6的一端连接，该下连杆的另一端通过虎克铰U17与定平台连接；第三支链的连杆9的一端通过虎克铰U38与动平台连接，该连杆的另一端通过转动副R110与定平台连接；第四支链的连杆12的两端均通过球副S311、S413分别与动平台和定平台连接。上述第三支链中转动副R110轴线与其虎克铰U38靠近定平台的轴线平行，第三支链虎克铰U38靠近定平台的轴线通过第四支链连接定平台的球副S413中心，第三支链虎克铰U38连接动平台的轴线通过第四支链连接动平台的球副S311中心。

Claims (1)

1.一种存在两条连续转动轴线的四支链二自由度转动并联机构，其包括定平台、动平台以及连接这两个平台的四条支链，其特征在于：所述四条支链中的第一和第二支链结构相同，第一、第二支链的上连杆的一端通过球副与动平台连接，该上连杆的另一端通过移动副与下连杆的一端连接，该下连杆的另一端通过虎克铰与定平台连接；第三支链的连杆的一端通过虎克铰与动平台连接，该连杆的另一端通过转动副与定平台连接；第四支链的连杆的两端均通过球副与动平台和定平台连接；所述第三支链转动副轴线与虎克铰靠近定平台的轴线平行，第三支链虎克铰靠近定平台的轴线通过第四支链连接定平台的球副中心，第三支链虎克铰连接动平台的轴线通过第四支链连接动平台的球副中心。
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