CN102699907A - 三自由度移动解耦并联机器人机构 - Google Patents

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Abstract

一种三自由度移动解耦并联机器人机构,其主要由定平台、动平台和连接这两个平台的三个分支组成,其中第一分支的一个连杆的一端通过转动副与定平台相连,该连杆的另一端通过转动副与另一个连杆相连,该连杆的另一端通过移动副与第三个连杆的一端相连,该连杆的另一端通过移动副与动平台相连;第二分支的一个连杆的一端通过转动副与动平台相连,该连杆的另一端通过转动副与另一个连杆相连,该连杆的另一端通过圆柱副与定平台相连;第三分支的一个连杆通过移动副与定平台相连,该连杆的另一端通过移动副与另一个连杆相连,该连杆的另一端通过移动副与动平台相连。本发明具有工作空间大、制造安装简单、运动完全解耦、易于控制等优点。

Description

三自由度移动解耦并联机器人机构
技术领域
[0001] 本发明属于机器人领域,特别涉及一种并联机器人机构。
背景技术
[0002] 并联机构与串联机构相比,并联机构具有结构紧凑,刚度高,承载能力强,累积误差影响小,精度较高,驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置,有利于减小运动负荷,系统惯性低进而动态响应好等优点,广泛应用于模拟器、机器人、数控机床、传感器、微操作领域等。作为并联机构的一个重要分支,三维移动并联机构,受到国内外学术界的深切关注,不少学者对其进行了比较深入的研究并取得一系列成果,如Delta、Star机构等,广泛应用于拾取和放置,加工操作等工业生产中。一般而言,目前所研究的移动并联机构存在高耦合性,导致其输入输出关系难以确定,进而工作空间内无奇异的轨迹规划变得很复杂。 为发展高速机器人以适应逐渐面向高密度的电子元件封装与组装的微电子行业的要求等, 移动并联机构上述缺点必须予以克服,因而输入输出解耦的移动并联机构业已成为当今国际机构学研究的热点之一。
[0003]目前所发明的解耦机构中,三自由度移动解耦并联机构数量有限,其中包括, Carricato 和 Parenti-Castell i, Kong 和 Gosselin, Kim 和 Tsai 等综合出几种解 I禹的三自由度移动并联机构;法国机构学家Gogu使用线性变换理论综合出三自由度移动解耦机构;高峰提出了 R-CUBE解耦并联机构;中国专利文献(专利号:ZL01104454. 3, 200410018623. 8,200910071093. 6)中也分别提出了结构性能各异的三自由度解耦移动并联机构。其中部分机构工作空间较小,只适用于微动领域,或只是瞬时解耦。因而提出更多结构功能各异的新型机构是机构学发展的要求,也是现代化工农业高速发展和行业竞争的需求。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种运动完全解耦,易于控制、动态性能好的三自由度移动解耦并联机器人机构。本发明主要由动平台、定平台和连接这两个平台的三个分支组成。 其中第一分支的一个连杆的一端通过转动副与定平台相连,该连杆的另一端通过转动副与另一个连杆相连,该连杆的另一端通过移动副与第三个连杆的一端相连,该连杆的另一端通过移动副与动平台相连,两转动副轴线平行,两个移动副导路方向构成了一个与转动副轴线相平行的平面;第二分支的一个连杆的一端通过转动副与动平台相连,该连杆的另一端通过转动副与另一个连杆相连,该连杆的另一端通过圆柱副与定平台相连,两转动副轴线及圆柱副轴线相互平行;第三分支的一个连杆通过移动副与定平台相连,该连杆的另一端通过移动副与另一个连杆相连,该连杆的另一端通过移动副与动平台相连,三个移动副的轴线相互垂直。
[0005] 本发明与现有技术相比具有如下优点:动平台的三个移动完全解耦,其运动学正、 反解十分简单,使其控制极为容易,轨迹规划简单、并且具有很好的运动学性能、较大的工作空间,制造安装简单,可广泛用于数控机床和机器人装置用于拾取和放置,加工操作等
坐寸O
附图说明
[0006] 图I是本发明的结构示意简图。
具体实施方式
[0007] 在图I所示的三自由度移动解耦并联机器人机构的结构示意简图中,第一分支中的一个连杆3的一端通过转动副2与定平台I相连,该连杆的另一端通过转动副4与另一个连杆6相连,该连杆的另一端通过移动副5与第三个连杆7的一端 相连,该连杆的另一端通过移动副8与动平台9相连,两转动副轴线平行,两个移动副导路方向构成了一个与转动副轴线相平行的平面;第二分支的一个连杆11的一端通过转动副10与动平台相连,该连杆的另一端通过转动副12与另一个连杆13相连,该连杆的另一端通过圆柱副14与定平台相连,两转动副轴线及圆柱副轴线相互平行;第三分支的一个连杆15通过移动副16与定平台相连,该连杆的另一端通过移动副17与另一个连杆18相连,该连杆的另一端通过移动副19 与动平台相连,三个移动副运动方向相互垂直。

Claims (1)

1. 一种三自由度移动解耦并联机器人机构,其主要由动平台、定平台及连接这两个平台的三个分支组成,其特征在于:其中第一分支的一个连杆的一端通过转动副与定平台相连,该连杆的另一端通过转动副与另一个连杆相连,该连杆的另一端通过移动副与第三个连杆的一端相连,该连杆的另一端通过移动副与动平台相连;第二分支的一个连杆的一端通过转动副与动平台相连,该连杆的另一端通过转动副与另一个连杆相连,该连杆的另一端通过圆柱副与定平台相连;第三分支的一个连杆通过移动副与定平台相连,该连杆的另一端通过移动副与另一个连杆相连,该连杆的另一端通过移动副与动平台相连。
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