CN103770105B - 一种三移动一转动的空间串并联机构 - Google Patents

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Abstract

一种三移动一转动的空间串并联机构，其由定平台、动平台、连接这两个平台的左运动支链和右运动支链以及连接左右运动支链的中间运动支链构成，其中，左运动支链由五个运动副构成，该支链中五个运动副以左多副杆为界分为左定平台运动副组和左动平台运动副组；右运动支链是由六个运动副构成，该支链中六个运动副以右多副杆为界分为右定平台运动副组和右动平台运动副组；中间运动支链是由三个轴线相互平行的转动副构成，该支链的两端分别与左多副杆和右多副杆连接。本发明具有工作空间大、承载能力强、易于加工和装配等优点，可应用于工业生产中的搬取和装配等工况。

Description

一种三移动一转动的空间串并联机构
技术领域
本发明属于机器人领域，特别涉及一种空间串并联机构。
背景技术
三平移一转动四自由度机构在工业生产中有广泛的应用前景，现有这种机构的构型较为单一。一种是串联形式，如SCARA机器人机构，其主要在工业生产线上实现搬取零件和装配等轻载工作。另一种是并联形式，Pierrot等提出了具有四支链、双动平台特征的可实现SCARA（SelectiveComplianceAssemblyRobotArm）运动的H4型并联机构，清华大学提出了一种三移一转四自由度空间并联机构（公开号为CN102922511A），并联形式的机构虽然能具有较高的承载能力，但工作空间较小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有较高的承载能力和刚度、工作空间大的三移动一转动的空间串并联机构。
本发明主要由定平台、动平台、连接这两个平台的左运动支链和右运动支链以及连接左右运动支链的中间运动支链构成，其中左运动支链是由五个运动副构成，该支链中五个运动副以左多副杆为界分为与定平台相连的左定平台运动副组和与动平台相连的左动平台运动副组，左定平台运动副组是由三个轴线相互平行的转动副构成，左动平台运动副组是由两个轴线相互平行的转动副构成，左动平台运动副组与左定平台运动副组通过左多副杆连接，该左动平台运动副组中的转动副的轴线与左定平台运动副组中的转动副的轴线不平行；右运动支链是由六个运动副构成，该支链中六个运动副以右多副杆为界分为与定平台相连的右定平台运动副组和与动平台相连的右动平台运动副组，右定平台运动副组是由三个轴线相互平行的转动副构成，右动平台运动副组是由三个轴线相互平行的转动副构成，右动平台运动副组与右定平台运动副组通过右多副杆连接，该右动平台运动副组中转动副的轴线与右定平台运动副组中转动副的轴线不平行；中间运动支链是由三个轴线相互平行的转动副构成，该中间运动支链的左右两端的转动副分别与上述左多副杆和右多副杆连接。
所述的右动平台运动副组中的转动副的轴线与左动平台运动副组中的转动副的轴线相互平行。
所述的右定平台运动副组中的转动副的轴线与左运动支链中的转动副的轴线不平行。
所述的中间运动支链中的转动副的轴线分别与左运动支链中的转动副的轴线、右运动支链中的转动副的轴线不平行。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明既有较高的承载能力和刚度，又有较大的工作空间，机构中运动副之间几何关系简单，易于制造和装配。
附图说明：
图1是本发明实施例1的立体示意简图。
具体实施方式：
在图1所示的三移动一转动的空间串并联机构示意图中，左运动支链中的转动副R1与定平台1连接，该转动副R1通过连杆2与转动副R2连接，该转动副R2通过连杆3与转动副R3连接，该转动副R3通过左多副杆4与转动副R4连接，该转动副R4通过连杆5与转动副R5连接，该转动副R5与动平台13连接，该支链中五个运动副以左多副杆4为界分为与定平台相连的左定平台运动副组和与动平台相连的左动平台运动副组，左定平台运动副组是由三个轴线相互平行的转动副构成，左动平台运动副组是由两个轴线相互平行的转动副构成，左动平台运动副组与左定平台运动副组通过左多副杆连接，该左动平台运动副组中的转动副的轴线与左定平台运动副组中的转动副的轴线不平行；右运动支链中的转动副R6与定平台连接，该转动副R6通过连杆6与转动副R7连接，该转动副R7通过连杆7与转动副R8连接，该转动副R8通过右多副杆8与转动副R9连接，该转动副R9通过连杆9与转动副R10连接，该转动副R10通过连杆10与转动副R11连接，该转动副R11与动平台连接，该支链中六个运动副以右多副杆为界分为与定平台相连的右定平台运动副组和与动平台相连的右动平台运动副组，右定平台运动副组是由三个轴线相互平行的转动副构成，右动平台运动副组是由三个轴线相互平行的转动副构成，右动平台运动副组与右定平台运动副组通过右多副杆8连接，该右动平台运动副组中转动副的轴线与右定平台运动副组中转动副的轴线不平行；中间运动支链中的转动副R12与上述左多副杆连接，该转动副R12通过连杆11与转动副R13连接，该转动副R13通过连杆12与转动副R14连接，该转动副R14与上述右多副杆连接，上述中间支链中三个转动副R12、R13和R14的轴线相互平行。
所述的右动平台运动副组中的转动副的轴线与左动平台运动副组中的转动副的轴线相互平行。所述的右定平台运动副组中的转动副的轴线与左运动支链中的转动副的轴线不平行。所述的中间运动支链中的转动副的轴线分别与左运动支链中的转动副的轴线、右运动支链中的转动副的轴线不平行。

Claims (4)

1.一种三移动一转动的空间串并联机构，其包括定平台、动平台、连接这两个平台的左运动支链和右运动支链以及连接左右运动支链的中间运动支链，其特征在于：其左运动支链中的第一转动副(R1)与定平台(1)连接，该第一转动副(R1)通过第一连杆(2)与第二转动副(R2)连接，该第二转动副(R2)通过第二连杆(3)与第三转动副(R3)连接，该第三转动副(R3)通过左多副杆(4)与第四转动副(R4)连接，该第四转动副(R4)通过第三连杆(5)与第五转动副(R5)连接，该第五转动副(R5)与动平台(13)连接，该支链中五个运动副以左多副杆为界分为与定平台相连的左定平台运动副组和与动平台相连的左动平台运动副组，左定平台运动副组包括三个轴线相互平行的转动副和连接转动副的两个连杆，左动平台运动副组包括两个轴线相互平行的转动副和连接转动副的一个连杆，左动平台运动副组与左定平台运动副组通过左多副杆连接，该左动平台运动副组中的转动副的轴线与左定平台运动副组中的转动副的轴线不平行；右运动支链中的第六转动副(R6)与定平台连接，该第六转动副(R6)通过第四连杆(6)与第七转动副(R7)连接，该第七转动副(R7)通过第五连杆(7)与第八转动副(R8)连接，该第八转动副(R8)通过右多副杆(8)与第九转动副(R9)连接，该第九转动副(R9)通过第六连杆(9)与第十转动副(R10)连接，该第十转动副(R10)通过第七连杆(10)与第十一转动副(R11)连接，该第十一转动副(R11)与动平台连接，该支链中六个运动副以右多副杆为界分为与定平台相连的右定平台运动副组和与动平台相连的右动平台运动副组，右定平台运动副组包括三个轴线相互平行的转动副和连接转动副的两个连杆，右动平台运动副组包括三个轴线相互平行的转动副和连接转动副的两个连杆，右动平台运动副组与右定平台运动副组通过右多副杆连接，该右动平台运动副组中转动副的轴线与右定平台运动副组中转动副的轴线不平行；中间运动支链包括三个轴线相互平行的转动副，该中间运动支链的第十二转动副(R12)与上述左多副杆连接，该第十二转动副(R12)通过第八连杆(11)与第十三转动副(R13)连接，该第十三转动副(R13)通过第九连杆(12)与第十四转动副(R14)连接，该第十四转动副(R14)与上述右多副杆连接。
2.根据权利要求1所述的一种三移动一转动的空间串并联机构，其特征在于：所述的右动平台运动副组中的转动副的轴线与左动平台运动副组中的转动副的轴线相互平行。
3.根据权利要求1所述的一种三移动一转动的空间串并联机构，其特征在于：所述的右定平台运动副组中的转动副的轴线与左运动支链中的转动副的轴线不平行。
4.根据权利要求1所述的一种三移动一转动的空间串并联机构，其特征在于：所述的中间运动支链中的转动副的轴线分别与左运动支链中的转动副的轴线、右运动支链中的转动副的轴线不平行。
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