CN101708612A - 一种具有二维平动二维转动的并联机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有二维平动二维转动的并联机构，包括固定架、动平台以及对称布置在所述固定架与动平台之间、设有驱动装置的四条支链；所述四条支链有两种结构；其中一种结构的支链包括直线导轨、安装在所述直线导轨内的驱动块和两端含有转动铰链的定长连接杆；另一种结构的支链包括直线导轨、安装在所述直线导轨内的驱动块和两端含有球铰链的定长连接杆；所述两种结构的四条支链交叉布置，所述定长连接杆的一端与所述动平台连接，另一端与驱动块连接；所述动平台由轴线相互垂直的主平台和叉状轴通过转动副连接，所述主平台绕所述叉状轴的轴线转动。本发明结构简单，运动方式明确，可满足复杂抓放操作的要求由于连接杆为定长杆，惯性负载降低，因而机构在不同的作业范围内都具有较高的刚度，且易实现高速运动。

Description

一种具有二维平动二维转动的并联机构
技术领域
本发明涉及一种机器人，特别是涉及一种机器人的具有空间二维平动二维转动的并联机构。
背景技术
中国专利00105935.1公开了一种可实现二维平动二维转动的并联机构，包括固定架、动平台、以及连接动平台和固定架的四条支链组成；其中，两条支链由一端为转动副、另一端为球铰链的伸缩杆组成；另外两条支链由一端为球铰链、另一端为球铰链或虎克铰的伸缩杆组成；连接动平台和固定架的各四个铰链呈交叉分布。
由于在上述机构中，各支链采用带驱动的伸缩杆连接动平台和固定架，其存在的不足在于；当伸缩杆伸长时，机构的刚度较差；由于伸缩杆上驱动负载的限制，不易实现高速运动。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可有效提高机构刚度且可实现高速运动的二维平动二维转动的并联机构。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种具有二维平动二维转动的并联机构，包括固定架、动平台以及对称布置在所述固定架与动平台之间、设有驱动装置的四条支链；所述四条支链有两种结构；其中一种结构的支链包括直线导轨、安装在所述直线导轨内的驱动块和两端含有转动铰链的定长连接杆；另一种结构的支链包括直线导轨、安装在所述直线导轨内的驱动块和两端含有球铰链的定长连接杆；所述两种结构的四条支链交叉布置，所述定长连接杆的一端与所述动平台连接，另一端与驱动块连接；所述动平台由轴线相互垂直的主平台和叉状轴通过转动副连接，所述主平台绕所述叉状轴的轴线转动。
每条支链的驱动装置包括伺服电机及与其连接的滚珠丝杠。
每条支链的驱动装置为直线电机。
本发明具有的优点和积极效果是：结构简单，运动方式明确，可满足复杂抓放操作的要求。由于连接杆为定长杆，驱动装置可布置在固定架上，使惯性负载降低，因而机构在不同的作业范围内都具有较高的刚度，且易实现高速运动。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，1、固定架，2、直线导轨，3、驱动块II，4、驱动块I，5、连接杆II，6、连接杆I，7、主平台，8、叉状轴，9、叉状轴的轴线，10、动平台，11、主平台轴线。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示，本发明的一种具有二维平动二维转动的并联机构，包括固定架1、动平台10以及对称布置在所述固定架1与动平台10之间的四条支链构成；其中两条支链由直线导轨2、驱动块I4和两端含有转动副的定长连接杆I6组成，另外两条支链由直线导轨2、驱动块II3和两端含有球铰链的定长连接杆II5组成；上述两种结构的四条铰链交叉布置，所述的连接杆I6的一端与所述叉状轴8连接，另一端与连接在直线导轨2上的驱动块I4连接；所述的连接杆II5的一端与所述主平台7连接，另一端与连接在直线导轨2上的驱动块II3连接。所述的动平台10由轴线相互垂直的主平台7和叉状轴8通过转动副连接，主平台7可绕叉状轴的轴线9实现一维转动。
本实施例中，通过四条支链的共同运动，动平台10可实现机构平面内的二维平动，当含连接杆II5的两条支链固定时，含连接杆I6的两条支链和叉状轴8共同运动可实现叉状轴8绕主平台轴线11的一维转动；当含连接杆I6的两条支链固定时，含连接杆II5的两条支链和主平台7共同运动可实现主平台7绕叉状轴轴线9的一维转动。
本实施例中，驱动部分可采用伺服电机-滚珠丝杠的结构形式，为驱动块提供一个移动自由度，为了达到同样的目的，还可以采用直线电机驱动方式，为驱动块提供一个移动自由度。当然，在具体实施时，采用其它任意一种可实现相同运动功能的结构形式作为驱动方式都是可以的。
本发明与现有技术相比，其不同点在于：
(1)动平台10由可相互转动且垂直相交的两部分组成；
(2)连接杆采用了定长杆；
(3)连接杆I6与驱动块I4采用转动副连接；
本发明结构简单，运动方式明确，可满足复杂抓放操作的要求。由于连接杆为定长杆，惯性负载降低，因而机构在不同的作业范围内都具有较高的刚度，且易实现高速运动。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种具有二维平动二维转动的并联机构，包括固定架、动平台以及对称布置在所述固定架与动平台之间、设有驱动装置的四条支链；其特征在于，所述四条支链有两种结构；其中一种结构的支链包括直线导轨、安装在所述直线导轨内的驱动块和两端含有转动铰链的定长连接杆；另一种结构的支链包括直线导轨、安装在所述直线导轨内的驱动块和两端含有球铰链的定长连接杆；所述两种结构的四条支链交叉布置，所述定长连接杆的一端与所述动平台连接，另一端与驱动块连接；所述动平台由轴线相互垂直的主平台和叉状轴通过转动副连接，所述主平台绕所述叉状轴的轴线转动。
2.根据权利要求1所述的一种具有二维平动二维转动的并联机构，其特征是，每条支链的驱动装置包括伺服电机及与其连接的滚珠丝杠。
3.根据权利要求1所述的一种具有二维平动二维转动的并联机构，其特征是，每条支链的驱动装置为直线电机。
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