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CN106903677A - 一种具有两转动一移动的结构冗余并联机构 - Google Patents

一种具有两转动一移动的结构冗余并联机构 Download PDF

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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
    • B25J9/0045—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base

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Abstract

一种结构冗余的并联机器人机构,涉及机器人技术领域，该机构结构相对简单、易生产加工，减少了机构的奇异位形并改善了机构的力传递性能，可用于复杂曲面加工、运动模拟等领域。一种结构冗余的并联机器人机构包括基座(1)，中间平台(2)，动平台(3),第一至第三支链组件(4‑1,4‑2,4‑3)。机构通过第一、第二、第三支链组件(4‑1、4‑2、4‑3)与基座(1)、中间平台(2)和动平台(3)连接构成。在本机构中，驱动副为各支链组件(4‑1、4‑2、4‑3)及中间平台(2)上的移动副，驱动方式可选用滚珠丝杠(图中省略)；动平台(3)作为末端执行器，当驱动副运动时，动平台(3)作两转动一移动三自由度运动。

Description

一种具有两转动一移动的结构冗余并联机构
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种结构冗余的并联机器人机构。
背景技术
并联机构具有高刚度、高精度及大承载能力的优点，研究人员已发明出大量并联机构，因此，并联机构得到了广泛的研究，而具有空间两转动一移动自由度的并联机构是其中重要的一类，可应用于复杂曲面加工、运动模拟等领域。现有的两转动一移动并联机构多存在结构太复杂、生产加工难的特点，限制了机构的应用。因此，提出一种结构相对简单、易生产加工的两转动一移动并联机构很有必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服背景技术存在的不足，提供一种结构冗余的并联机器人机构，实现工作平台在空间两个转动和一个平动的位姿变换，该并联机构应具有减少机构的奇异位形并改善机构的力传递性能等优点。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种结构冗余的三自由度并联机器人机构，该并联机器人机构包括：基座，第一至第三支链组件，中间平台，动平台。
第一支链组件包括：连架杆，滑块，球副杆，连杆，螺母。
构成第一支链组件的零部件间的连接：滑块一端嵌套在连架杆中形成移动副，滑块另一端与连杆通过螺栓连接形成转动副，连架杆一端与球副杆一端通过螺栓连接形成转动副。
第二、第三支链组件和第一支链组件完全相同。
结构冗余的三自由度并联机器人机构通过第一、第二、第三支链组件与基座、中间平台和动平台连接构成：中间平台的滑槽与基座的一端形成移动副配合，第一支链组件的连架杆的另一端与基座通过螺栓连接形成转动副，第一支链组件的连杆的另一端与中间平台通过螺栓连接形成转动副，第一支链组件的球副杆的球形铰链与动平台形成球副配合。
第二、第三支链组件和第一支链组件完全相同。
在本机构中，驱动副为各支链及中间平台上的移动副，驱动方式可选用滚珠丝杠(图中省略)；动平台作为末端执行器，当驱动副运动时，动平台作两转动一移动三自由度运动。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果：
本发明提出的并联机构可以执行空间两转动一移动运动，该机构结构相对简单、易生产加工，减少了机构的奇异位形并改善了机构的力传递性能，可用于复杂曲面加工、运动模拟等领域。
附图说明
图1结构冗余的三自由度并联机器人机构的结构示意图；
图2第一支链组件的结构示意图；
图3基座的结构示意图；
图4中间平台的结构示意图；
图5动平台的结构示意图；
图中：基座1，中间平台2，动平台3，第一至第三支链组件4-1、4-2、4-3，第一至第三连架杆5-1、5-2、5-3，第一到至第三滑块6-1、6-2、6-3、6-4，第一至第三连杆7-1、7-2、7-3，第一至第三球副杆8-1、8-2、8-3，第一至第三螺栓9-1、9-2、9-3，第四至第六螺栓10-1、10-2、10-3，第七至第九螺栓11-1,11-2,11-3。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步说明。
一种结构冗余的并联机器人机构，该并联机器人机构包括：基座1，中间平台2，动平台3,第一至第三支链组件4-1,4-2,4-3。
第一支链组件包括：连架杆5-1，滑块6-1，连杆7-1，球副杆8-1，第一螺母9-1,第四螺母10-1.第七螺母11-1。
构成第一支链组件的零部件间的连接：滑块6-1一端嵌套在连架杆5-1中形成移动副，滑块6-1另一端与连杆7-1通过螺栓10-1连接形成转动副，连架杆5-1一端与球副杆8-1一端通过螺栓9-1连接形成转动副。
第二、第三支链组件4-2、4-3和第一支链组件4-1完全相同。
一种结构冗余的并联机器人机构通过第一、第二、第三支链组件4-1、4-2、4-3与基座1、中间平台2和动平台3连接构成：中间平台2的滑槽与基座1的一端形成移动副配合，第一支链组件4-1的连架杆5-1的另一端与基座1通过螺栓11-1连接形成转动副，第一支链组件4-1的连杆7-1的另一端与中间平台2通过螺栓10-1连接形成转动副，第一支链组件4-1的球副杆8-1的球形铰链与动平台3形成球副配合。
第二、第三支链组件4-2、4-3和第一支链组件4-1完全相同。
在本机构中，驱动副为各支链组件4-1、4-2、4-3及中间平台2上的移动副，驱动方式可选用滚珠丝杠(图中省略)；动平台3作为末端执行器，当驱动副运动时，动平台3作两转动一移动三自由度运动。

Claims (2)

1.一种结构冗余的并联机器人机构，该并联机器人机构包括：基座(1)，中间平台(2)，动平台(3),第一至第三支链组件(4-1,4-2,4-3)。
第一支链组件包括：连架杆(5-1)，滑块(6-1)，连杆(7-1)，球副杆(8-1)，第一螺母(9-1),第四螺母(10-1).第七螺母(11-1)。
构成第一支链组件的零部件间的连接：滑块(6-1)一端嵌套在连架杆(5-1)中形成移动副，滑块(6-1)另一端与连杆(7-1)通过螺栓(10-1)连接形成转动副，连架杆(5-1)一端与球副杆(8-1)一端通过螺栓(9-1)连接形成转动副。
第二、第三支链组件(4-2、4-3)和第一支链组件(4-1)完全相同。
2.一种结构冗余的并联机器人机构通过第一、第二、第三支链组件(4-1、4-2、4-3)与基座(1)、中间平台(2)和动平台(3)连接构成：中间平台(2)的滑槽与基座(1)的一端形成移动副配合，第一支链组件(4-1)的连架杆(5-1)的另一端与基座(1)通过螺栓(11-1)连接形成转动副，第一支链组件(4-1)的连杆(7-1)的另一端与中间平台(2)通过螺栓(10-1)连接形成转动副，第一支链组件(4-1)的球副杆(8-1)的球形铰链与动平台(3)形成球副配合。
第二、第三支链组件(4-2、4-3)和第一支链组件(4-1)完全相同。
在本机构中，驱动副为各支链组件(4-1、4-2、4-3)及中间平台(2)上的移动副，驱动方式可选用滚珠丝杠(图中省略)；动平台(3)作为末端执行器，当驱动副运动时，动平台(3)作两转动一移动三自由度运动。
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