CN103358302A - 冗余驱动对称三自由度移动并联机构 - Google Patents

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许允斗
赵永生
周鑫
姚建涛
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Abstract

一种冗余驱动对称三自由度移动并联机构，其主要包括四根固定导轨、动平台以及连接动平台和固定导轨的四条结构完全相同的支链，四根固定导轨均布在同一圆锥面上，支链中的上连杆的一端通过转动副与动平台相连，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圆柱副与固定导轨连接，该圆柱副中的移动部分为输入运动副，该圆柱副的轴线与所在固定导轨的轴向重合，四条支链上的四个转动副均布在动平台上，所述转动副的轴线与圆柱副的轴线平行，所述移动副的轴线与圆柱副的轴线垂直。本发明具有承载能力大和各向同性良好的优点。

Description

冗余驱动对称三自由度移动并联机构
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
少自由度并联机构具有结构简单、制造成本低、控制容易等优点，近年来，它已成为机器人和机构领域研究的热点之一。三自由度移动并联机构是实际生产中应用比较广泛的一种少自由度并联机构，其中DELTA机器人是当前在工业生产中应用非常成功的一款移动并联机器人。截至目前，已有很多三自由度移动并联机构报道，但它们均为非冗余驱动机构，即输入运动副数目等于自由度数，目前尚未有冗余驱动三自由度移动并联机构报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种承载能力大、各向同性良好的冗余驱动对称三自由度移动并联机构。
本发明主要包括四根固定导轨、动平台以及连接动平台和固定导轨的四条结构完全相同的支链，四根固定导轨均布在同一圆锥面上。所述的四条完全相同的支链有两种连接方式：
第一种方式：支链由上连杆和下连杆组成，上连杆的一端通过转动副与动平台相连，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圆柱副与固定导轨连接，该圆柱副中的移动部分为输入运动副，该圆柱副的轴线与所在固定导轨的轴向重合，四条支链上的四个转动副均布在动平台上，所述转动副的轴线与圆柱副的轴线平行，所述移动副的轴线与圆柱副的轴线垂直。
第二种方式：支链由上连杆、中间连杆和下连杆组成，上连杆的一端通过转动副与动平台相连，该上连杆的另一端通过转动副与中间连杆的一端连接，该中间连杆的另一端通过转动副与下连杆的一端连接，该下连杆的另一端通过移动副与固定导轨连接，该移动副为输入运动副，其轴线与所在固定导轨的轴向重合，所述三个转动副的轴线与移动副的轴线平行，四条支链中与动平台连接的四个转动副均布在动平台上。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
机构含有四条驱动支链，属于冗余驱动机构，大大提高了其承载能力；避免机构奇异位形，增大了工作空间、提高了机器刚度及驱动平稳性；四条驱动支链对称布置，各向同性良好。
附图说明
图1为本发明实施例1的立体示意简图。
图2为本发明实施例2的立体示意简图。
具体实施方式
实施例1
在图1所示的冗余驱动对称三自由度移动并联机构示意图中，四条结构完全相同的支链连接动平台2和四根固定导轨1，四根固定导轨均布在同一圆锥面上，其中支链中的上连杆4的一端通过转动副3与动平台相连，该上连杆的另一端通过移动副与下连杆6的一端连接，该下连杆的另一端通过圆柱副7与固定导轨连接，该圆柱副中的移动部分为输入运动副，该圆柱副的轴线与所在固定导轨的轴向重合，四条支链上的四个转动副均布在动平台上，所述转动副的轴线与圆柱副的轴线平行，所述移动副的轴线与圆柱副的轴线垂直。
实施例2
在图2所示的冗余驱动对称三自由度移动并联机构示意图中，四条结构完全相同的支链连接动平台2和四根固定导轨1，四根固定导轨均布在同一圆锥面上，其中支链中的上连杆4的一端通过转动副3与动平台相连，该上连杆的另一端通过转动副8与中间连杆9的一端连接，该中间连杆的另一端通过转动副10与下连杆6的一端连接，该下连杆的另一端通过移动副11与固定导轨连接，该移动副为输入运动副，其轴线与所在固定导轨的轴向重合，所述三个转动副的轴线与移动副的轴线平行，四条支链中与动平台连接的四个转动副均布在动平台上。

Claims (2)

1.一种冗余驱动对称三自由度移动并联机构，其主要包括四根固定导轨、动平台以及连接动平台和固定导轨的四条结构完全相同的支链，四根固定导轨均布在同一圆锥面上，其特征在于：其支链中的上连杆的一端通过转动副与动平台相连，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圆柱副与固定导轨连接，该圆柱副中的移动部分为输入运动副，该圆柱副的轴线与所在固定导轨的轴向重合，四条支链上的四个转动副均布在动平台上，所述转动副的轴线与圆柱副的轴线平行，所述移动副的轴线与圆柱副的轴线垂直。
2.一种冗余驱动对称三自由度移动并联机构，其主要包括四根固定导轨、动平台以及连接动平台和固定导轨的四条结构完全相同的支链，四根固定导轨均布在同一圆锥面上，其特征在于：其支链中的上连杆的一端通过转动副与动平台相连，该上连杆的另一端通过转动副与中间连杆的一端连接，该中间连杆的另一端通过转动副与下连杆的一端连接，该下连杆的另一端通过移动副与固定导轨连接，该移动副为输入运动副，其轴线与所在固定导轨的轴向重合，所述三个转动副的轴线与移动副的轴线平行，四条支链中与动平台连接的四个转动副均布在动平台上。
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