CN104626119A - 一种2t&(2r)四自由度解耦混联机构 - Google Patents
一种2t&(2r)四自由度解耦混联机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104626119A CN104626119A CN201510032672.5A CN201510032672A CN104626119A CN 104626119 A CN104626119 A CN 104626119A CN 201510032672 A CN201510032672 A CN 201510032672A CN 104626119 A CN104626119 A CN 104626119A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- branch
- connecting rod
- moving platform
- moving
- platform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
本发明属于机器人领域，特别涉及一种空间解耦混联机构。其主要包括一个三分支并联机构(2R)和连接在并联机构动平台上的串联分支2T。三分支并联机构由动平台、上平台、以及连接动平台和上平台的三个分支组成。串联分支2T是由两个移动副以及连接它们的底平台组成，分支一是由一个圆柱副和两个轴线相互垂直的转动副，以及连接它们的两个连杆组成；分支二由一个移动副和两个球面副组成；分支三由一个平行四边形铰链和三个转动副以及连接它们之间的三个连杆组成。本发明能够实现沿底平台上两中心线相互垂直滑槽方向的两个移动和绕分支一中圆柱副轴线、分支三中与上平台连接转动副两个相互垂直轴线的两个转动功能、结构简单、操作空间大、运动解耦，易于控制。
Description
所属技术领域
本发明属于机器人领域，特别涉及一种空间解耦混联机构。
背景技术
如今广泛使用的工业机器人大都是一个似人手臂的机电系统，因而也称串联机器人。其工作空间大，适用范围广，典型的如斯坦福机器人、PUMA机器人。串联机器人需在各关节上设置驱动装置，故各动臂的运动惯量较大，因而不宜实现高速或超高速操作。并联结构与串联的悬臂梁相比，运动部分重量轻、速度高、动态性能好，容易取得运动学反解，如3DOF平移Delta机构。但目前的并联机构普遍存在工作空间小、结构尺寸偏大、传动环节过多等缺陷，影响了其运用。混联机器人同时兼具串联机器，并联机器人各自的优点，同时又能避免单纯串、并联构型缺点，在现代制造业中更具有实用性。
由于混联机器人包涵并联结构，并联机构存在运动耦合性强的问题。混联机器人耦合性的存在使得机构在机构设计、计算分析和运动控制等方面存在着诸多问题。因此，为简化混联机器人的控制过程，提高混联机构的解耦性已经成为机构学研究领域的热点问题。
对于两个转动自由度并联机构的解耦性研究取得一些进展，例如，中国专利文献CN103624559A提出了一组两自由度转动解耦并联机器人机构，在四自由度混联机器人研究中中国专利CN 103419192 A提出了一种四自由度混联机器人，实现沿X，Y，Z轴的3个平动自由度和1个绕Z轴转动自由度。上述发明机构虽然混联机构动平台能实现四自由度运动，但是该类大部分机构的解耦性并没有很好解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、易于控制、运动解耦的两移两转四自由度混联机构。主要包括一个三分支并联机构(2R)和连接在并联机构动平台上的串联分支2T。三分支并联机构由动平台、上平台、以及连接动平台和上平台的三个分支组成。串联分支2T是由两个移动副以及连接它们的底平台组成。分支一是由一个圆柱副和两个轴线相互垂直的转动副，以及连接它们的两个连杆组成；分支二由一个移动副和两个球面副组成；分支三由一个一个平行四边形铰链和三个转动副以及连接它们之间的三个连杆组成。
串联分支2T中底平台通过移动副与固定导轨连接，底平台上方通过移动副与动平台连接；分支一中第一连杆的一端通过轴线平行于动平台的圆柱副与动平台上圆柱导轨连接，连杆另一端通过轴线垂直于动平台的转动副与第二个连杆连接，第二个连杆的另一端通过转动副与上平台连接；分支二中，第一个连杆通过球面副与动平台连接，连杆的另一端通过移动副与第二个连杆连接，第二个连杆的另一端通过球面副与上平台连接；分支三中平行四边形铰链一端与动平台连接，该平行四边形铰链另一端与第一个连杆连接，第一个连杆另一端通过转动副与第二个连杆连接，第二个连杆另一端通过转动副第三个连杆连接，第三个连杆的另一端通过转动副与上平台连接。
上述串联分支2T中两个移动副分别为输入驱动，在移动副的驱动下分支一发生移动，分支移动带动混联机构上平台发生移动；上述分支一中与动平台连接圆柱副为输入驱动，在圆柱副的驱动下第一个连杆发生转动，第一个连杆转动带动第二个连杆转动，第二个连杆转动带动机构上平台发生转动；分支三中与上平台连接的转动副为输入驱动，上平台在转动副的驱动下发生转动，这两个方向的两个转动和两个移动运动是解耦的，互不干涉。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、串联2T部分可以实现定位并联机构(2R)可以用于位姿的调整；
2、实现了空间两个移动自由度和两个转动自由度解耦；
3、具有较大的运动空间尤其是沿滑槽方向的移动。
附图说明
图1是本发明的立体示意简图。
图2整体示意结构简图。
具体实施方式
在图2所示的一种两移两转四自由度解耦空间混联机构示意图中，固定导轨1通过移动副2与底平台3上滑槽连接，底平台3上方滑槽4通过移动副17与动平台5连接；分支一中第一连杆8的一端通过轴线平行于动平台的圆柱副7与动平台5上圆柱导轨6连接，连杆8另一端通过转动副9与第二个连杆10连接，第二个连杆10的另一端通过转动副11与上平台25连接；分支二中，第一个连杆13通过球面副12与动平台5连接，连杆13的另一端通过移动副14与第二个连杆15连接，第二个连杆15的另一端通过球面副16与上平台25连接；分支三中平行四边形铰链18一端与动平台5连接，该平行四边形铰链18另一端与第一个连杆19连接，第一个连杆19另一端通过转动副20与第二个连杆21连接，第二个连杆21另一端通过转动副22第三个连杆23连接，第三个连杆23的另一端通过转动副24与上平台25连接。
移动副2的中心线平行于底平台3，移动副17的中心线平行于底平台3且垂直于移动副2的中心线；分支一中的与动平台连接的圆柱副7的轴线平行于动平台5和移动副2的中心线，转动副9的轴线垂直于动平台，转动副11的轴线平行于动平台5和移动副17的中心线垂直于转动副9的轴线、圆柱副7的轴线；分支二中，移动副14中心线平行于球面副12、16球心的连线，分支三中平行四边形铰链18的轴线平行于圆柱副7的轴线，转动副20、22的轴线相互平行且平行于铰链18的轴线和移动副2的中心线，转动副24轴线与分支一中转动副11轴线同轴垂直于转动副20、22轴线平行于动平台5。
Claims (3)
1.一种2T&(2R)四自由度解耦混联机构其主要包括一个三分支并联机构(2R)和连接在并联机构动平台上的串联分支2T。三分支并联机构由动平台、上平台、以及连接动平台和上平台的三个分支组成。其特征在于：所述动平台为长方形结构其上方布有一个平行于动平台的圆柱导轨相邻边下方布有梯形导轨。串联分支2T中底平台通过移动副与固定导轨连接，底平台上方通过移动副与动平台连接；分支一中第一连杆的一端通过轴线平行于动平台的圆柱副与动平台上圆柱导轨连接，连杆另一端通过轴线垂直于动平台的转动副与第二个连杆连接，第二个连杆的另一端通过转动副与上平台连接；分支二中，第一个连杆通过球面副与动平台连接，连杆的另一端通过移动副与第二个连杆连接，第二个连杆的另一端通过球面副与上平台连接；分支三中平行四边形铰链一端与动平台连接，该平行四边形铰链另一端与第一个连杆连接，第一个连杆另一端通过转动副与第二个连杆连接，第二个连杆另一端通过转动副第三个连杆连接，第三个连杆的另一端通过转动副与上平台连接。
2.根据权利要求1所述的一种两移两转四自由度解耦混联机构，其特征在于：上述串联分支2T中两个移动副分别为输入驱动；分支一中与动平台连接圆柱副为输入驱动；上述分支三中与上平台连接的转动副为输入驱动。
3.根据权利要求1所述的一种两移两转四自由度解耦混联机构，其特征在于：上述分支一中第二个连杆两端的转动副可以用一个万向铰代替；上述分支二中移动副可以用转动副代替；上述分支三中第三个连杆两端的转动副可以用一个万向铰代替。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510032672.5A CN104626119A (zh) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | 一种2t&(2r)四自由度解耦混联机构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510032672.5A CN104626119A (zh) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | 一种2t&(2r)四自由度解耦混联机构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104626119A true CN104626119A (zh) | 2015-05-20 |
Family
ID=53205585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510032672.5A Pending CN104626119A (zh) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | 一种2t&(2r)四自由度解耦混联机构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104626119A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109256175A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-01-22 | 江南大学 | 高精度大行程空间平动微定位平台 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1472046A (zh) * | 2003-07-16 | 2004-02-04 | 刘辛军 | 并联机器人连接分支结构及六自由度并联机器人机构 |
| CN1586805A (zh) * | 2004-10-14 | 2005-03-02 | 江苏工业学院 | 用作虚轴数控机床及机器人的两平移一转动并联机构 |
| CN102689304A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-09-26 | 河南科技大学 | 一种三自由度移动并联机器人机构 |
| WO2013084788A1 (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | Thk株式会社 | パラレルリンクロボット |
| JP5403303B2 (ja) * | 2010-08-02 | 2014-01-29 | 株式会社安川電機 | パラレル機構 |
-
2015
- 2015-01-20 CN CN201510032672.5A patent/CN104626119A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1472046A (zh) * | 2003-07-16 | 2004-02-04 | 刘辛军 | 并联机器人连接分支结构及六自由度并联机器人机构 |
| CN1586805A (zh) * | 2004-10-14 | 2005-03-02 | 江苏工业学院 | 用作虚轴数控机床及机器人的两平移一转动并联机构 |
| JP5403303B2 (ja) * | 2010-08-02 | 2014-01-29 | 株式会社安川電機 | パラレル機構 |
| WO2013084788A1 (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | Thk株式会社 | パラレルリンクロボット |
| CN102689304A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-09-26 | 河南科技大学 | 一种三自由度移动并联机器人机构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张彦斌，吴鑫: "《完全解耦二移动二转动并联机构结构综合》", 《农业机械学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109256175A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-01-22 | 江南大学 | 高精度大行程空间平动微定位平台 |
| CN109256175B (zh) * | 2018-11-08 | 2023-04-28 | 江南大学 | 高精度大行程空间平动微定位平台 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100586666C (zh) | 一种四自由度并联机构 | |
| CN103381602B (zh) | 一种完全解耦的两移一转三自由度空间并联机构 | |
| CN104760037A (zh) | 一种(2t)&(1t1r)四自由度解耦混联机构 | |
| CN108818502B (zh) | 具有球面转动自由度的两移动一转动的并联机构 | |
| CN103862462A (zh) | 一种两移一转三自由度完全解耦空间并联机构 | |
| CN104626122A (zh) | 一种(1t2r)&1r四自由度解耦混联机构 | |
| CN104552280A (zh) | 一种两移两转四自由度解耦并联机构 | |
| CN103286777B (zh) | 一种新型空间三自由度并联机构 | |
| CN107175654B (zh) | 一种具有两转动两移动的结构冗余并联机构 | |
| CN105563462A (zh) | 一种(1t2r)&1t1r五自由度解耦混联机构 | |
| CN102941572A (zh) | 一种仅含低副的空间三平动并联机构 | |
| CN104942795B (zh) | 一移动二转动三自由度转动移动完全解耦并联机构 | |
| CN105643593A (zh) | 一种(3t)&2r五自由度解耦混联机构 | |
| CN111496766B (zh) | 一种基于电动缸的三自由度并联机构 | |
| CN104626123A (zh) | 一种1r&(1t1r)&1r解耦串并联机器人 | |
| CN104985587A (zh) | 具有弧形移动副的四自由度转动移动完全解耦并联机构 | |
| CN104626119A (zh) | 一种2t&(2r)四自由度解耦混联机构 | |
| CN114603538B (zh) | 一种完全解耦的球面3r转动并联机构 | |
| CN104690716A (zh) | 一种(2t1r)&1r四自由度解耦混联机构 | |
| CN105881496A (zh) | 一种(1t2r)&(1t1r)五自由度解耦混联机构 | |
| CN104626118A (zh) | 一种双动平台四自由度解耦混联机构 | |
| CN104985589A (zh) | 具有弧形移动副的五自由度转动移动完全解耦并联机构 | |
| CN105563461A (zh) | 一种(2t1r)&(1t1r)五自由度解耦混联机构 | |
| CN113715003A (zh) | 具有两条异面转轴的rrp型两转一移并联机构 | |
| CN104626126A (zh) | 一种(1t1r)&1t1r四自由度解耦混联机构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150520 |