CN101444914A - 三自由度拟人并联机械臂 - Google Patents

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CN101444914A CNA2008101625118A CN200810162511A CN101444914A CN 101444914 A CN101444914 A CN 101444914A CN A2008101625118 A CNA2008101625118 A CN A2008101625118A CN 200810162511 A CN200810162511 A CN 200810162511A CN 101444914 A CN101444914 A CN 101444914A
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李研彪
计时鸣
张利
王忠飞
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本发明公开了一种三自由度拟人并联机械臂，其技术方案的要点是：基座1和腕4由第一运动支链2和第二运动支链3相连，其中，第一运动支链2包括第一上直线电机7、第二上直线电机6、第一导轨8、第一上滑块10、第一下滑块9、第一推杆11、支撑杆12、第一定长杆13等部分；第二运动支链3包括第二直线电机5、第二导轨16、第二滑块15、第二定长杆14等部分。通过第一上直线电机7、第一下直线电机6和第二直线电机5分别对各滑块的驱动，可实现腕4的两个自由度的直线移动和一个自由度的转动。本发明的优点是：重量轻，体积小，结构紧凑、刚度高、承载能力强和惯性小，适合于拟人机器人等领域，完成一些较复杂的拟人操作。

Description

三自由度拟人并联机械臂
技术领域
本发明涉及拟人机器人领域，特别是涉及一种三自由度拟人并联机械臂。
背景技术
中国专利公开号CN 1864943A，公开日2006年11月22日，发明创造的名称为四自由度并联机械臂，该申请案公开了一种可适用于汽车、造船和航空等现代工业领域的四自由度并联机械臂。其不足之处是如应用在拟人机器人领域则有结构比较复杂，机械臂比较重，体积比较大，另外运动支链和腕的连接是采用虎克铰连接，加工和装配难度相对较高。
发明内容
本发明要克服现有四自由度并联机械臂的上述缺点，提出一种适用于拟人机器人领域，结构简单，机械臂重量较轻，体积较小，承载能力强、加工和装配工艺性好的三自由度拟人并联机械臂。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
三自由度拟人并联机械臂，包括基座、第一运动支链，所述基座除了通过所述第一运动支链铰接于腕的一端，还通过第二运动支链铰接于所述腕的另一端，所述第二运动支链包括安装在所述基座上的第二直线电机和第二导轨、与所述第二直线电机推杆固连的第二滑块、铰接于第二滑块另一端的第二定长杆，所述第二定长杆的另一端铰接于所述腕，所述的第二导轨和第二滑块配合。
进一步，所述第一运动支链包括安装于所述基座的第一上直线电机和第一下直线电机以及第一导轨、固连于所述第一上直线电机推杆的第一上滑块、固连于所述第一下直线电机推杆的第一下滑块、铰接于所述第一上滑块另一端的第一定长杆、铰接于所述第一下滑块另一端的第一推杆、铰接于所述第一推杆另一端的支撑杆，所述第一定长杆的另一端铰接于所述腕，所述支撑杆的另一端铰接于所述第一定长杆，所述第一定长杆和第一上滑块的铰接位置与所述第一定长杆和支撑杆的铰接位置不重合，所述第一上滑块、第一下滑块与所述第一导轨配合。
进一步，所述各铰接处转动副的转动轴线相互平行。
本发明的技术构思为：在拟人机器人领域，三自由度的并联机械臂已能较好完成所需要的功能，无需四个自由度。而四自由度并联机械臂重量较重，体积较大的特点不适宜拟人机器人的领域。而三个自由度机械臂重量较轻，体积变小，尤其适用于拟人机器人领域，并且与腕的连接采用转动副连接，加工和装配工艺性好。本发明所述的三自由度拟人并联机械臂通过三个直线电机分别对各滑块的驱动，可实现腕的两个自由度的直线移动和一个自由度的转动。
本发明的优点是：重量轻、体积小、加工和装配工艺性好、结构紧凑、刚度高、承载能力强和惯性小，适合于拟人机器人等领域，完成一些较复杂的拟人操作。
附图说明
图1为三自由度拟人并联机械臂的结构图。
图2为三自由度拟人并联机械臂的立体图。
具体实施方式
图1是本发明公开的一个实施例，这种三自由度拟人并联机械臂包括基座1、腕4和连接于两者之间的第一运动支链2和第二运动支链3。其中，第一运动支链2包括安装于所述基座1的第一上直线电机7和第一下直线电机6以及第一导轨8、固连于所述第一上直线电机7推杆的第一上滑块10、固连于所述第一下直线电机6推杆的第一下滑块9、铰接于所述第一上滑块10另一端的第一定长杆13、铰接于所述第一下滑块9另一端的第一推杆11、铰接于所述第一推杆11另一端的支撑杆12，所述第一定长杆13的另一端铰接于所述腕4，所述支撑杆12的另一端铰接于所述第一定长杆13，第一定长杆13和第一上滑块10的铰接位置与所述第一定长杆13和支撑杆12的铰接位置不重合。在各直线电机的驱动下，第一上滑块10和第一下滑块9可分别在第一导轨8上(分别为内侧和外侧)滑动，进而带动第一定长杆13的运动。
所述第二运动支链3包括安装在所述基座1上的第二直线电机5和第二导轨16、与所述第二直线电机5推杆固连的第二滑块15、铰接于第二滑块15另一端的第二定长杆14，所述第二定长杆14的另一端铰接于所述腕4。在第二直线电机5的驱动下，所述第二滑块15可在第二导轨16上滑动，进而带动第二定长杆14的运动。
进一步，该三自由度拟人并联机械臂中各转动副铰链的转动轴线相互平行。
该三自由度拟人并联机械臂通过第一上直线电机7、第一下直线电机6和第二直线电机5分别对各滑块的驱动，可实现腕4的两个自由度的直线移动和一个自由度的转动。
本说明书实施例所述内容仅仅是对发明构思所实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当仅局限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围及于本领域技术人员根据本实用新型的技术构思所能想到的等同技术手段。

Claims (3)

1、三自由度拟人并联机械臂，包括基座、第一运动支链，其特征是：所述基座除了通过所述第一运动支链铰接于腕的一端，还通过第二运动支链铰接于所述腕的另一端，所述第二运动支链包括安装在所述基座上的第二直线电机和第二导轨、与所述第二直线电机推杆固连的第二滑块、铰接于第二滑块另一端的第二定长杆，所述第二定长杆的另一端铰接于所述腕，所述的第二导轨和第二滑块配合。
2、根据权利要求1所述的三自由度拟人并联机械臂，其特征是：所述第一运动支链包括安装于所述基座的第一上直线电机和第一下直线电机以及第一导轨、固连于所述第一上直线电机推杆的第一上滑块、固连于所述第一下直线电机推杆的第一下滑块、铰接于所述第一上滑块另一端的第一定长杆、铰接于所述第一下滑块另一端的第一推杆、铰接于所述第一推杆另一端的支撑杆，所述第一定长杆的另一端铰接于所述腕，所述支撑杆的另一端铰接于所述第一定长杆，所述第一定长杆和第一上滑块的铰接位置与所述第一定长杆和支撑杆的铰接位置不重合，所述第一上滑块、第一下滑块与所述第一导轨配合。
3、根据权利要求1或2所述的三自由度拟人并联机械臂，其特征是：所述各铰接处转动副的转动轴线相互平行。
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