CN104972453B - 一种多运动平台并联机器人构建方法及其并联机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多运动平台并联机器人构建方法及其并联机器人，主要包括一个基本并联机构和一个或一个以上分支并联机构，其特征是：基本并联机构包括基本基础平台、基本动平台和主支链，分支并联机构包括分支基础平台、分支动平台和分支支链；基本并联机构与分支并联机构通过多输出运动副连接起来，二者共用一套主动副和驱动及控制装置，基本基础平台与分支基础平台对称、主支链与分支支链对称，多输出运动副的输出端对称，基本动平台与分支动平台对称；基本并联机构与分支并联机构对称。本发明可用于各种工业机器人、三维仿形、缩放机器人和步行机器人。具有结构简单，易于标准化，生产效率高等优点。

Description

一种多运动平台并联机器人构建方法及其并联机器人

技术领域

本发明公开了一种多运动平台并联机器人构建方法及其并联机器人，涉及并联机器人构建方法的改进，属于机器人机构学技术领域。

背景技术

现有的并联机器人，其结构包括基础平台、动平台（也称为运动平台，下同）和连接基础平台和动平台的支链。

现有的多数并联机器人只有一个基础平台，一个动平台、一组连接基础平台和动平台的支链。例如取放（装配）并联机器人，并联机床机器人。它们的缺点是，以取放（装配）并联机器人为例，其缺点是，一个机器人只能为一个机器或设备装配零件；以并联机床机器人为例，其缺点是，一个并联机床机器人只能同时加工一个零件，即不能同时对两个或多个目标物进行相同或基本相同的操作。

现有的并联机器人，也有两个动平台的并联机器人。例如中国专利201320207661公开的并联机器人，它有两个动平台，两组支链，相应的，有两套相对各自独立的驱动和控制系统。它的缺点是，两个动平台上的执行器对一个目标物进行操作，且结构比较复杂。它不能同时对两个或多个目标物进行相同或基本相同的操作。

还有一些步行并联机器人，有两个并联机构，两个动平台。如中国专利201010292424.1和专利03826959.7公开的步行并联机器人。虽然有两个动平台，两组支链，但是，其结构包括两个各自独立的并联机构。相应的，有两套各自独立的驱动和控制系统。两个各自独立的动平台（足弓），相互配合，完成步行任务。它的缺点是，它的两个动平台（足弓），有两套各自独立的驱动和控制系统。不能在一套驱动和控制系统下工作。两个独立的并联机构只能在一个平面上步行或操作，在其相对的平面不能步行。或者说，在180度翻转后，不能步行。即不能在两种情况下进行相同或基本相同的操作。

所以，现有的并联机器人，其共同的缺点是；没有两个或两个以上的相关联的且具有某种对称性的动平台，只依靠一套驱动和控制系统，就能够完成相同或基本相同的操作或任务。

本发明达到如下目的:克服上述缺点，提供一种具有两个或两个以上的动平台、动平台之间具有某种对称性且只有一套驱动系统就可以进行相同或基本相同的操作的多运动平台并联机器人，或者说是，两个或两个以上的动平台具有相同或相近的运动规律的并联机器人。同时，提供一种翻转180度后仍然能够行走的双面步行并联机器人，提供一种仿形或缩放并联机器人。

发明内容

本发明公开了一种多运动平台并联机器人构建方法以及实现这个方法的并联机器人，以及应用这个方法和这种并联机构的并联机器人。

本发明公开的一种多运动平台并联机器人构建方法，解决方案如下：

由一个基本并联机构和N1（N1≥1）个分支并联机构组成，每个并联机构都具有N2（2≤N2≤6）个相同的自由度和相同的自由度性质，

基本并联机构（基本并联机构也称为生成元），包括基本基础平台、基本动平台以及连接基本基础平台与基本动平台的N2个（2≤N2≤6）个主支链，主支链都由两个或两个以上的广义运动副串联组成；分支并联机构，包括分支基础平台、分支动平台以及连接分支基础平台与分支动平台的N2个（2≤N2≤6）个分支支链；

其构建方法包括以下步骤：

（1）构建基本并联机构

基本并联机构11还符合下列五个条件：

（a）、基本基础平台是平面基础平台；（b）、每一个主支链上的第一个广义运动副是主动副；每一个主支链上只有一个主动副。主支链的第一个运动副的输入端是转动副或移动副；（c）、第一个广义运动副的输入端轴线或者与基础平台平面平行或重合，或者与基础平台平面垂直；或者两种或三种情况都存在；（d）、其主支链的前两个或前三个广义运动副中，至少有一个广义运动副是可扩展输出运动副；（e）基本运动平台位于基本基础平台平面的一侧或与基本基础平台平面共面；在主支链上，可扩展输出运动副与基本运动平台之间的部分称为下游主支链。

关于基本基础平台、广义运动副、可扩展输出运动副的详细说明，见下面”关于基本基础平台、广义运动副、可扩展输出运动副的详细说明”

（2）构建分支并联机构：包括如下三个步骤：

a）、选择并构建对称多（双）输出运动副（以下统一称为多输出运动副）及分支基础平台；

在基本并联机构的每一个主支链上，选择一个可扩展运动副，这个可扩展运动副又称为分界运动副。在这个可扩展运动副上，增加一个输出端，这个输出端称为副输出端，原来的输出端称为主输出端；共增加N1个副输出端；副输出端的功能与主输出端的功能是相同的，结构是对称的；对称包括恒同对称、平移对称、旋转对称、反射对称和滑动反射对称，对称还包括跨尺度对称；

该可扩展运动副变为比原来的广义运动副多一个输出端的多输出运动副（包括双输出运动副）；在主支链上，分界广义运动副与基本运动平台连接的部分称为下游主支链14。分界运动副及其余部分称为上游主支链；

分支支链的下端点是分支支链与分支基础平台的铰支点。N2个分支支链的铰支点构成分支基础平台。分支基础平台与基本基础平台形状相同、相似或基本相同，分支基础平台与基本基础平台是对称的，对称包括恒同对称、平移对称，旋转对称，反射对称和滑动反射对称，对称还包括跨尺度对称。

关于分支基础平台、多（双）输出运动副和对称的详细说明，见下面关于分支基础平台、多输出运动副及关于对称的详细说明。

b）、构建副分支支链

在每一个新增加的副输出端上连接一个副分支支链或副分支杆件（以下把副分支支链或副分支杆件统一简称为副分支支链）。这个副分支支链与主支链上的下游主支链是相同或基本相同的，这些副分支支链形成一组N2个副分支支链；副分支支链与下游主支链是对称的，对称包括平移对称，旋转对称，反射对称和滑动反射对称和跨尺度对称。

分支支链也分为两部分，以分界运动副（可扩展运动副）为界，分界运动副与分支动平台之间的部分称为下游分支支链。分支支链的其余部分称为上游分支支链。下游分支支链也称为副分支支链。下游分支支链和上游分支支链构成分支支链。

c）、连接分支动平台

在这一组副分支支链的末端连接一个分支动平台，分支动平台与基本动平台形状相同、相似或基本相同，分支动平台与基本动平台对称；形成一个与基本并联机构对称的分支并联机构；分支动平台与基本动平台的对称包括平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称和跨尺度对称。

关于分支动平台的详细说明，见下面”关于分支动平台的详细说明”

（3）、重复（2）中的a）、b）、c），得到又一个新的对称分支动平台、得到又一个新的对称分支并联机构，重复(2)N1-1次，得到N1个新的对称分支动平台和N1个新的对称分支并联机构。

实现本发明上述方法的多运动平台并联机器人，包括一个基本并联机构11和N1（N1≥1）个分支并联机构，每个并联机构都具有N2（2≤N2≤6）个自由度和相同的自由度性质；即具有相同的自由度数目和相同的自由度组合。

（1）基本并联机构结构是：

基本并联机构（也称为生成元），包括基本基础平台、基本运动平台以及连接基本基础平台与基本动平台的N2个（2≤N2≤6）个主支链，其主支链都由两个或两个以上的广义运动副串联组成，基本并联机构还符合下列五个条件：

（a）基本基础平台是平面基础平台；必要时，基本基础平台用B0表示；

基本基础平台的详细说明见“关于基本基础平台的详细说明一节”。

（b）、每一个主支链上的第一个广义运动副是主动副；每一个主支链上只有一个主动副。主支链的第一个广义运动副的输入端是转动副或移动副。

（c）、第一个广义运动副的输入端轴线或者与基础平台平面平行或重合，或者与基础平台平面垂直；或者存在以上两种或三种情况。

（d）、其每一个主支链的前两个或前三个广义运动副中，至少有一个广义运动副是可扩展输出运动副。可扩展输出运动副有（N1+1）*N2个输出端，其中N2个是主输出端，主输出端位于主支链上，其余（N1*N2）个称为副输出端。主输出端与副输出端结构对称，功能相同，这个广义运动副又称为分界运动副或对称多输出运动副。分界运动副把主支链分为两部分：分界运动副的主输出端与基本运动平台之间的部分称为下游主支链。主输出端与副输出端对称，对称包括恒同对称、平移对称，旋转对称，反射对称和滑动反射对称和跨尺度对称。

主支链上，除下游主支链外的其余部分，称为上游主支链。广义运动副、可扩展输出运动副、多输出运动副和的详细说明见关于”关于广义运动副、可扩展输出运动副和多输出运动副的的详细说明一节” 。

（e）、N2个下游主支链连接基本运动平台，基本运动平台位于基本基础平台平面的一侧或与基本基础平台平面共面；

基本动平台的详细说明见关于”关于基本动平台的详细说明一节”

（2）分支并联机构的结构是：

分支并联机构包括分支基础平台、分支运动平台以及连接分支基础平台与分支运动平台的N2*N1个分支支链。分支并联机构具有如下结构特点：

（a）在主支链的可扩展输出运动副上，每一个副输出端都连接一个副分支支链；分界运动副上的副输出端与分支动平台之间的部分称为下游分支支链，下游分支支链部分又称为副分支支链；副分支支链与主支链上的下游主支链是相同或基本相同的；副分支支链与下游主支链是对称的，对称包括平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称和跨尺度对称。

分支支链也分为上游部分和下游部分，下游分支支链的其余部分称为上游分支支链。下游分支支链和上游分支支链构成分支支链。

分支支链的详细说明见“关于分支支链的详细说明一节”。

（b）分支支链的下端是一个分支支链与分支基础平台的铰支点，称为分支下端铰支点，具有相同对称特性的一组N2个分支支链的分支下端铰支点，构成一个分支基础平台，分支基础平台有N1个。分支基础平台与基本基础平台对称。对称包括恒同对称、平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称，还包括跨尺度对称。必要时分支基础平台用B1、B2、B3表示。

分支基础平台的详细说明见“关于基本基础平台的详细说明一节”。

（c）、具有相同对称特性的副分支支链，构成一组副分支支链，同一组副分支支链有N2个副分支支链。共有N1组分支支链。

（d）同一组的副分支支链连接一个运动平台，形成一个分支并联机构，这个运动平台称为分支运动平台，这个并联机构称为分支并联机构。N1组副分支支链连接N1个分支运动平台；分支运动平台与基本运动平台是相同、相似或基本相同的。分支运动平台与基本运动平台对称。分支并联机构与基本并联机构也是对称的。分支运动平台有N1个，同样，分支并联机构也有N1个。分支运动平台与基本运动平台的对称包括平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称和跨尺度对称。同样的，分支并联机构与基本并联机构的对称也包括平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称和跨尺度对称。

关于分支运动平台及其与基本基础平台的对称的详细说明见“关于基本基础平台与分支运动平台的对称的详细说明一节”。

上述关于基本并联机构的第（a）、（b）、（c）项要求和关于分支并联机构的第（a）项要求，保证了一个驱动系统可以驱动所有并联机构。

上述关于基本并联机构的第（d）、（e）项要求和关于分支并联机构的第（b）（c）、（d）项要求，保证了基本并联机构与分支并联机构的对称。

关于第一个运动副输入端的轴线布置及优选方案

第一个广义运动副输入端的轴线只有垂直于基础平台平面和平行于基础平台平面（包括重合）两种情况。对于二自由度多运动平台并联机器人或平面并联机构，只有两个主支链，两个主动副的输入端轴线的组合情况比较简单，有三种组合：两个轴线同时垂直于基本基础平台平面；两个轴线同时平行于或重合于基本基础平台平面；两个轴线一个平行于或重合于基本基础平台平面，另一个垂直于基本基础平台平面。但是，如果是自由度比较多的并联机构，由于有多个主支链，有多个主动副，输入端轴线会有众多的组合方案。一般的，选择一些简单实用的方案，应用于工程实践。例如，轴线呈星形方案，轴线是同一个圆（椭圆）或多个同平面内同心圆的切线的方案，轴线互相平行、或轴线全部或部分重合的方案。下面分别给出几种主要的优选方案：

主动副轴线优选方案1：星形布局。在其第一个广义运动副输入端的轴线不是全部平行的组合方案中，以轴线为星形的方案为优选方案。星形方案中，两个或两个以上的主动副输入端轴线交于一点，或每一个轴线上布置一个广义运动副，或一个轴线上布置两个轴线重合的广义运动副、或一个轴线的两侧布置两个轴线相互平行的广义运动副。星形方案中包括Y形。优选方案如下：

本发明所述的多运动平台并联机器人，其主支链上的第一个运动副输入端轴线在基础平台平面内，且至少有三个主动副的轴线交于一点。参见实施例8和实施例28。

星形布局构成的多运动平台并联机器人可以形成反射对称，平移对称或跨尺度平移对称或跨尺度反射对称等。也可以形成旋转对称。

主动副轴线优选方案2：环形布局 。在主动副输入端的轴线的组合方案中，轴线不是全部平行的方案中，以全部轴线是同一个圆（椭圆）的切线或两个同平面同心圆的切线的方案为优选方案。

本发明所述的多运动平台并联机器人，其主动副输入端（即主支链上的第一个运动副输入端）轴线在基础平台平面内且轴线是同一个圆或椭圆的切线，或者是两个同平面同心圆的切线。这种情况下，动平台的对称是旋转对称，反射对称。例如实施例27、29。

主动副轴线优选方案3：轴线平行布局，其输入端的轴线中，有多个轴线平行或全部轴线平行的方案中，以全部轴线平行或重合于基础平台平面的方案为优选方案。

本发明所述的多运动平台并联机器人，其主动副输入端的轴线平行于或重合于基础平台平面且相互平行或重合。例如实施例5、13、15、17、19。

主动副轴线优选方案4：轴线垂直于基础平台平面的布局，其输入端的轴线中，有多个轴线或全部轴线垂直于基础平台平面的布局方案中，以全部轴线垂直于基础平台基础平台平面的方案为优选方案。

本发明所述的多运动平台并联机器人，其全部主动副输入端的轴线垂直于基础平台平面。参见实施例7、9、12、25。

主动副输入端轴线的组合方案，还有很多，使用者可根据使用需要具体给出组合方案。

为了完成抓取或切削工作，多运动平台并联机器人的动平台可以安装操作手，例如，抓持工具、切削工具、吸盘，电磁铁，刻刀，画笔，3D打印头、灵巧手、激光光头、喷枪或零件等。一个动平台可以安装多个操作手。于是，形成新的并联机器人技术方案：

本发明所述的多运动平台并联机器人，其特征是每一个运动平台上都安装有操作手；

为了防止多运动平台完成切削工作时偶然出错，造成很多零件报废的情况发生，有一个多运动平台并联机器人的运动平台上安装检测传感器，例如压力或距离的压力或位移传感器，。其余的运动平台上安装抓持工具、切削工具等操作手。安装检测传感器的运动平台上对应的操作件是实物，检测传感器检测到指令可能伤及实物时，会停止执行指令，防止发生误操作。于是，形成新的具有安全保护功能的并联机器人技术方案：

所述的多运动平台并联机器人还可以完成复杂形体零件的仿形加工。包括零件的缩放或变异。有一个运动平台上安装有触头或传感器，这个运动平台对应工作台上安装有已经加工好的零件或待仿形零件。触头或传感器用于感知零件加工边界。当触头接触到零件或传感器检测到临界距离时，不能再继续进给。实现其它动平台上操作手的仿形操作。触头即刚性触点，接触到刚性物体后不能再继续运动。例如，研磨一个形状复杂的航空发动机涡轮叶片。

于是，形成新的具有安全保护功能的或具有仿形功能的并联机器人技术方案：

本发明所述的一种并联机床机器人，其特征是有一个运动平台上安装有触头或检测传感器，其余的运动平台上安装有操作手。参见实施例19。

当多运动平台并联机器人的主输出端与副输出端，基本动平台与分支动平台或分支支链与下游主支链存在跨尺度对称或特殊的结构布置时，分支动平台可以完成某种缩放功能。实现缩放功能，有两个优选方案。

本发明所述的一种缩放并联机器人，其特征是所述的多运动平台并联机器人是对称双运动平台并联机器人，所述的基本运动平台与分支运动平台或者主输出端与副输出端，至少有一对是跨尺度对称，分支支链与主支链相同或基本相同。参见实施例26,28。

本发明所述的一种缩放机器人，其特征是所述的多运动平台并联机器人是对称双运动平台并联机器人，主动副输入端轴线在基础平台平面内，其轴线是同一个圆的切线或与该圆的半径重合，或者是两个同心圆的切线或与该同心圆的半径重合，多输出运动副是双输出运动副，全部主输出端在上述圆或椭圆的内侧，全部副输出端在上述圆或椭圆的外侧。副分支支链与下游主支链相同或基本相同，基本动平台与分支动平台跨尺度对称。这里说的内侧、外侧，不限于在基础平台平面内。在工作过程中，在基础平台平面上下小于上述圆半径的区间，都是内侧或外侧的范围。这个放缩机器人，也可作变尺度的仿形加工。例如，把一个较小的涡轮叶片，仿形加工做一个较大的涡轮叶片。这形成一个具有放缩功能仿形并联机器人。参见实施例27。

对于少自由度并联机构作为生成元，其主支链多是一些特殊的支链，结构较复杂。为了简化结构，可以引入一个消极支链作为冗余支链。引入一个消极支链作为冗余支链后，主支链有较大的选择空间。如应用无约束6自由度支链。于是，有如下技术方案：

本发明所述的多运动平台并联机器人，其基本并联机构是少自由度并联机构，基本并联机构除主支链外，还包括一个冗余支链，冗余支链是消极支链，且冗余支链自身的自由度大于等于2，小于六。主支链是无约束6自由度支链。

用于步行并联机器人的方案。多运动平台并联机器人可用于步行并联机器人。解决现有步行并联机器人翻转180度后不能步行的问题。参见实施例29、30。

本发明所述的一种双面步行并联机器人，每一个对称双运动平台并联机器人的基本并联机构都是并联腿机构，每一个对称双运动平台并联机器人的基本并联机构与分支并联机构反射对称；一个对称双运动平台并联机器人称为A腿，另一个称为B腿。A腿基本并联机构与B腿基本并联机构位于同一侧，构成一个单面步行并联机器人。A腿分支并联机构与B腿分支并联机构位于另一侧，构成另一个单面步行并联机器人。A腿与B腿的两个基本基础平台和两个分支基础平台平面平行或位于一个平面上，且固连在一起形成一个髋关节，所有的四个动平台都为足弓结构；，称为动平台足弓；动平台足弓上有足趾。

A腿基本并联机构由A腿基本基础平台、A腿主支链、A腿基本动平台足弓组成。B腿基本并联机构由B腿基本基础平台、B腿主支链、B腿基本动平台足弓组成。每一个动平台足弓上有足趾。

两个并联腿机构的排列方式是下列方式之一：

（1）、两个多运动平台并联机器人一个在左，一个在右；

（2）、两个对称双运动平台并联机器人，一个较大，一个较小，较小的一个在较大的一个的里面。位于基本基础平台同一侧的两个动平台足弓，或高低不同或大小不同，或高低大小均不同；

（3）、两个对称双运动平台并联机器人交叉布置。位于基本基础平台同一侧的两个动平台足弓25.2，或高低不同，或大小不同，或高低大小均不同。

所谓较大、较小，既指整体，也指局部，例如两个足弓的大小比较。

上述双面步行并联机器人，解决了步行并联机器人翻转180度后不能步行的问题，但是仍然存在着侧立时不能行走或不能恢复步行能力的问题。为了解决这个问题，提出以下方案。

本发明所述的双面步行并联机器人，所述的两个对称双运动平台并联机器人，一个较大，一个较小，较小的一个在较大的一个的里面。位于基本基础平台同一侧的两个动平台足弓，或高低不同，或大小不同，或高低大小均不同。

基础平台平面上的髋关节设计一个大于髋关节半径的复位环，复位环是圆环形，用连接杆与髋关节连接在一起。该复位环与髋关节有一个共同的中心。复位环的半径大于L/cosθ。同时，复位环的半径不小于足趾外接圆半径和髋关节外接圆半径二者的最大者。式L/cosθ中

L是两个相邻足趾的中点到基本基础平台中心的距离，两个相邻足趾的中点简称足趾中点，

θ，足趾中点到基本基础平台中心作一连线，θ是该连线与基本基础平台平面的夹角；

关于复位环半径的选取，上面一段话的意思是，对于一个确定的双面步行并联机器人，有三个半径：足趾外接圆半径（如果两个半径不同，取较大者）、髋关节外接圆半径、由式L/cosθ计算出的半径。复位环的半径取三个半径中的最大者。

设计时，两个相邻足趾的选取，要求不是很严格的。不同的选取方法，得到不同的复位性能。髋关节应当包括基础平台平面上的运动部件，例如实施例33图88，按照髋关节半径作的圆应当把虚线包围进去。

复位环的大小，当复位环的某一点着地（水平地面）时，同时会有两个脚趾着地，构成一个三角形，这时机器人的重心在水平地面上的投影点落在上述三角形之外。该复位环有两个作用。1、当侧立时，能够使双面步行并联机器人，恢复正常直立状态（或倒立状态）（不倒翁），2、当侧立时，不能恢复正常直立状态，可以作为滚动环用，通过改变双面步行并联机器人重心位置，实现滚动。

关于复位环半径的选取，上面一段话的意思是，对于一个确定的双面步行机器人，有三个半径：足趾外接圆半径、髋关节外接圆半径、由式L/cosθ计算出的半径。复位环的半径取三个半径主的最大者。参见实施例30、31

增加一个复位环后，带来的新问题是，步行并联机器人尺寸变大，通过能力变差。为了解决这个新问题，一个方法是在复位环半径确定的情况下，减小步行并联机器人的高度。例如，步行并联机器人的总高度小于复位环直径的百分之六十，则复位环半径可以做到最小。另一个方法是通过以下方案，解决上述问题。

本发明所述的双面步行并联机器人，所述的复位环用N3（N3≥2）段弧形杆代替，每一段弧形杆的两端有槽，槽的方向与复位环的切线方向相同，相邻的弧形杆有重叠，N3段弧形杆构成复位环，基础平台与弧形杆连接的连接杆用N3个收拢机构代替。收拢机构是下列串联机构的一种：PR机构（转动副轴线与移动副轴线垂直），CR（转动副轴线与圆柱副轴线垂直）机构, HR（转动副轴线与螺旋副轴线垂直）机构，RR机构（两个转动副轴线平行），RRR机构（三个转动副轴线平行）。即从上述一种或多种机构中，取N3个串联机构，作为一组收拢机构。收拢机构转动副的轴线与基本基础平台平面垂直，收拢机构转动副的一端与两个相邻的弧形杆的槽动配合。转动副可以在槽内滑动。另一端与髋关节连接。

例如，用RR串联机构。转动副的轴线垂直于基础平台平面;一个转动副连接到髋关节靠近中心的地方。另一转动副到连接在两个相邻的弧形杆的槽上。相邻两个弧形杆上的槽与串联机构RR端部的转动副动配合。转动副可以在弧形杆的槽内滑动。靠近髋关节的转动副是驱动副。RR机构可以绕基础平台上的转动副转动。驱动副转动后，弧形杆可以收拢起来。步行并联机器人的直径减小，增强了通过能力。收拢机构也可以用其它功能类似的结构代替。

展开的弧形杆，形成一个圆，这个圆，可以与基础平台中心同心，也可以偏心。

偏心可形成滚动力矩，为侧立的步行机器人提供驱动力。

为了提高步行机器人在倾斜路面行走或爬楼梯时保持运动平台为水平状态且具有较大步幅的能力，有下列方案。

本发明所述的双面步行并联机器人，所述的每一个并联机构，包括两个基本并联机构，两个分支并联机构，其每一个动平台（足弓）上，至少有一个足趾安装有一个广义移动副。这个广义移动副的轴线与足趾平面的法线之间的夹角不大于30度。倾斜的轴线用于调节足趾之间的距离或减少干扰。这个广义移动副，包括转动副，圆柱副，螺旋副。

步行并联机器人的方案有许多种，中国专利ZL201010292424.1和专利03826959.7给出的大部分步行机器人都可以应用于本发明。

下游支链合并的方案：支链与动平台的连接，按照相邻的分支支链的关系，分为三种情况：即双一字形，倒V形或X形。双一字形情况是两个相邻的分支支链直接与动平台连接，一个支链一个动平台铰支点，动平台铰支点数目与主动支链数目相同。例如实施例1、7。第二种倒V形情况是两个或三个支链通过一个复合铰链与动平台连接，两个相邻的支链为倒V形，即倒V形支链在动平台的连接处合为一点，动平台铰支点数目小于主动支链数目。两个或三个分支支链呈倒V形。例如实施例18,27。第三种情况是两个分支支链先合并为一个分支支链，然后再与动平台连接。合并后的分支支链呈X形。简称为X形支链。第三种情况，减少了与动平台连接的铰支点，减少了动平台附近的分支支链，减小了动平台附近的支链的局部扰动空间，形成一个有特色的方案，可以用于步行并联机器人中。第三种情况，适于自由度大于3的并联机构。也有三个分支支链合并为一个的情况。第三种情况形成一个新方案：

本发明所述的对称多运动平台对称并联机器人，其特征是，仅有一个分支并联机构，分支并联机构与基本并联机构反射对称，所述的主支链的数目是三个以上，七个以下，主支链上的第三个广义运动副是双输出运动副，至少有一对相邻的主支链共用一个双输出运动副，其原来的两个下游主支链合并为一个下游主支链，然后与基本动平台连接；其原来的两个副分支支链合并为一个副分支支链，然后与分支动平台连接。分支动平台与基本动平台反射对称。分支并联机构与基本并联机构反射对称。

一个6自由度基本并联机构，有三对主支链合并，则与单个基本动平台连接的下游主支链只有三个。同时有三对副分支支链合并，则与单个分支动平台连接的副分支支链只有三个。基本并联机构以Ben-Horin提出的6自由度并联机构为原型。三个平面二自由度小车由二平移自由度平面并联机构（例如，2-RRR、2-RPR、2PRR）代替。三个固定长度的杆及与其连接的运动副不变。

这种两个主支链共用一个双输出运动副的情形，可用于构建5自由度多运动平台并联机器人、构建4自由度多运动平台并联机器人。也可以用于构建步行并联机器人。参见实施例32、33。

本发明所述的一种双面步行并联机器人，其特征是，两个多运动平台并联机器人的基本并联机构是并联腿机构，两个基本基础平台和两个分支基础平台放置在一个平面上或相互平行，并固连在一起，两个多运动平台并联机器人的双输出运动副，在基础平台平面上的投影位于不同的扇形区间。动平台为足弓结构，足弓上有足趾。位于基本基础平台同一侧的两个动平台足弓，或高低不同，或大小不同，或高低大小均不同。

实际上，两个多运动平台并联机器人的双输出运动副，在基础平台平面上的投影只要不相互重叠，就是可行方案，而上述位于不同的扇形区间的方案，结构可以做到比较紧凑。每一个双输出运动副都有独立的工作空间，不受另一个多运动平台并联机器人的部件干涉。参见实施例33。

下面详细说明本发明涉及的名词及有关结构。

一、关于基本基础平台的进一步说明

按照基本并联机构的结构，基本并联机构分为平面基本并联机构和空间基本并联机构。据此，基本基础平台分为以下两种情况：

平面并联机构的基础平台平面是指并联机构所在平面。工程上，要求宽松一些，指与并联机构所在平面平行的平面。平面并联机构的基础平台有两种，三角形和直线形，不论是三角形还是直线形，都在平面并联机构的平面内，所以都称为平面基础平台。

空间并联机构的基本基础平台分为以下三种情况：A、主动副轴线与一个平面垂直或重合，主支链的第一个运动副自然就安装在这个平面上。这个平面称为基本基础平台平面。这个基础平台称为平面基础平台。B、主动副轴线与一个平面平行（不重合），第一个运动副通过一个安装座安装在这个平面上。这个平面称为基本基础平台平面实施例。这个基础平台称为平面基础平台。C、主动副轴线与一个基准平面的夹角在正负20度之间，这个基准平面称为基本基础平台平面。这个基础平台称为平面基础平台。

第三种情况的例子是，主动副是移动副，移动副轴线卷曲围成圆形，基础平台平面也卷曲围成圆柱面。基本并联机构位于圆柱面的一个小扇形区域内，例如小于90度的扇形区域内。在另外的扇形区间，依照旋转对称布置若干个分支并联机构。由于移动副轴线的变化，基本基础平台平面，就用一个基准平面代替。在这种情况下，如果用转动副代替环形移动副，则不必要用基准平面作为基本基础平台平面。

关于基本基础平台再做如下说明：1、经过对称变换的基础平台，是基本基础平台与分支基础平台的结合，可能仍为平面或变成曲面。例如变成柱面。但是对于单个的分支并联机构或基本并联机构，基本基础平台位于柱面的一个小扇形区域内，仍然符合第三种情况。2、主动副的安装，反向双输出运动副或其他一些双输出运动副的输入端在其中部，中部安装在基础平台平面上。多输出运动副的输入端就在端部，端部直接安装或通过一个安装座安装在基础平台平面上。

二、关于广义运动副、可扩展运动副的进一步说明

广义运动副包括单输出运动副和多（双）输出运动副。本文所说的多（双）输出运动副是指具有两个或两个以上输出端、且输出端具有某种对称性的运动副。多（双）输出运动副以下简称多输出运动副。

单输出运动副包括简单单输出运动副和复杂单输出运动副；多输出运动副包括简单多输出运动副和复杂多输出运动副两种。

简单单输出运动副就是常说的运动副，包括转动副、移动副、虎克铰、球副、螺旋副、圆柱副等。简单多输出运动副由简单单输出运动副增加输出端形成。复杂单输出运动副和复杂多输出运动副是含有多个简单运动副或包括各种高副且结构比较复杂的运动副。

可扩展广义运动副就是可增加对称输出端的广义运动副，如果需要在这个广义运动副上引出对称的输出端，那么这个广义运动副就是一个可扩展广义运动副。

如果从一个单输出运动副再引出一个输出端，那么这个广义运动副变成一个双输出运动副，而原来的广义运动副就是一个可扩展广义运动副。如果再多引出一个副输出端，那么这个广义运动副变成一个三输出运动副，而原来的双输出运动副是一个可扩展的双输出运动副。以此类推，得到具有N个对称输出端的多输出运动副。

可扩展广义运动副或多输出运动副由输入端、输出端、输入输出转换装置和可扩展接口和连接装置组成。

第一个和第二个广义运动副只有一个输入端，第三个广义运动副只有在两个相邻支链在第三个广义运动副之后合并为一个副分支支链的时候允许有两个输入端。实际上是由两个单输入双输出运动副合并而成。实质上还是两个单输入双输出运动副，还是一个输入端对应一个副分支支链，只是两个输入端共用了一个双输出运动副。

支链上的第一个、第二个、第三个广义运动副，在给定主支链后，已十分清楚，同时，主动副及主动副输入端也已明确。例如，给定如主支链是RSS支链，则第一个、第二个、第三个广义运动副分别是R、S、S，主动副及主动副输入端是R。故在下面的说明中，在给定主支链后，不再特别说明、图中也不特别标注第一个、第二个、第三个广义运动副、主动副及主动副输入端。

三、关于分支基础平台的进一步说明

分支支链的下端点是分支支链与分支基础平台的铰支点。N2个分支支链的铰支点构成分支基础平台。分支基础平台与基本基础平台形状相同、相似或基本相同，分支基础平台与基本基础平台是对称的，对称包括恒同对称，平移对称，旋转对称，反射对称和滑动反射对称，对称还包括跨尺度对称。

多数情况下，基本基础平台和分支基础平台都有确定的几何形状。例如，实施例1,7,9,25。有些情况，例如主动副轴线在基础平台平面内切相互平行（参见实施17,19），主动副是移动副，这时，主动副轴线有多种多样的支撑方案。基本基础平台形状可以多种多样，例如三角形，正方形，六边形，等等。分支基础平台也是如此。一旦基本基础平台形状确定，则分支基础平台随之确定为与基本基础平台相同的形状，从而实现二者的对称。

两个或多个分支并联机构的分支基础平台与基本基础平台恒同对称时，实际上的基础平台只有一个。这时，有几个分支并联机构，就说有几个分支基础平台。

四、关于对称多输出运动副结构的进一步说明

对称多输出运动副是本发明中一个十分重要的结构部件，也是一个新概念。多输出运动副属于复合运动副的范畴。本文所述的个别多输出运动副，有文献称为多副构件，实际上，也是复合运动副。本文所述的对称多输出运动副是具有一个或两个输入端、同时具有两个或两个以上的输出端且输出端具有某种对称性的复合运动副。通常情况下，对称多输出运动副有一个输入端，个别情况下有两个输入端（两个运动副合并应用时）。本文所述的对称多输出运动副，一部分是附加对称条件的现有的复合运动副，一部分是专为本发明构造出的新的运动副，包括由柔性运动副或柔顺运动副构成的多输出运动副。以下简称多输出运动副。多输出运动副由输入端，两个或两个以上输出端，输入输出转换装置，可扩展接口及连接装置组成。

多输出运动副按照输入端、输出端的轴线和运动性质分类，有不变输出运动副和变输出运动副两种。多输出运动副按照结构复杂程度又可分为简单多输出运动副和复杂多输出运动副两种。

不变输出运动副的轴线是不变的、运动性质也是不变的。例如，简单的转动副，移动副。一般的，不变输出运动副是简单运动副。变输出运动副是输出端轴线变化或运动性质变化或两者都变化的运动副。一般的，变输出运动副是复杂运动副。复杂运动副按照输入端的多少分类，分为复杂单输出运动副、复杂双输出运动副与复杂多输出运动副。三者结构类似。一个复杂单输出运动副再引出一个对称的输出端可形成一个复杂双输出运动副。两个复杂单输出运动副串联也可形成一个复杂双输出运动副。而复杂多输出运动副，由复杂双输出运动副增加一个或多个输出端即可得到。简单运动副与此类似：简单单输出运动副的输出端扩展，即增加一个同类型的输出端，变为简单双输出运动副。在输出端再增加运动副形成有三个或三个以上输出端的运动副。变为简单多输出运动副。一般的，复杂多输出运动副是变输出运动副。

简单多输出运动副：简单多输出运动副的一个特例是简单双输出运动副。简单双输出运动副又分为两种。一种是同向双输出运动副，参见4号副（图4）。一种是反向（逆向）双输出运动副。参见1号副（图1）。简单多输出运动副可以由简单单输出运动副或简单双输出运动副增加输出端获得。一般的，简单多输出运动副是不变输出运动副。

复杂多输出运动副：不论是单输出还是多输出，复杂运动副包括，1、轴线方向和运动形式都不变的复杂运动副；2、只变运动形式不变运动（轴线）方向的复杂运动副；3、只变轴线方向、不变运动形式的复杂运动副；4、既变运动方向又变运动形式的复杂运动副。5、变轴线位置、不变轴线方向的运动副。复杂多输出运动副的后几种是变输出复杂运动副。

复杂变输出运动副的输入输出转换箱，可以通过齿轮副，凸轮副，连杆或斜面、导轨、蜗杆、平行四边形机构、sarrus机构等完成。下面，重点介绍复杂变输出运动副。

1、轴线方向和运动形式都不变的复杂运动副，一般情况下，可以有用简单运动副代替，故不叙述。

2、只变运动形式不变运动方向的复杂运动副，简称变形式复杂运动副。

变运动形式不变轴线类，主要是指螺旋副类。平动转换为转动或相反，通常通过螺旋副完成。即用PHR或RHP（R表示转动副，H表示螺旋副，P表示移动副。下同）完成。参见8号副（图8）。对于某一类并联机构，用RHP或PHR可以形成统一的驱动方式。或全部是转动副驱动，或全部是移动副驱动。 统一的驱动副形式，可以简化结构、简化控制。

用齿轮副（包括齿条）或其它方法也可以实现变运动形式不变轴线的功能，不过结构复杂一些。

3、只变运动方向、不变运动形式的复杂运动副，简称变方向复杂运动副

变方向复杂运动副，方向的改变，可以通过齿轮副，凸轮副，连杆或斜面、导轨蜗杆等完成。其中，以齿轮副较好。齿轮副、凸轮副通常用RGR或PGP表示。G代表一个或多个齿轮副（多为伞齿轮）或凸轮副。齿轮副还包括活齿传动、蜗轮传动同步齿带等。齿轮副类参见14、24号副（图14、24）。连杆类参见18号副（图18），

4、既变运动方向又变运动形式的复杂运动副。简称双变复杂运动副。

双变复杂运动副包括齿轮类，例如，16号副（图16）；四边形类，例如，29号副（图20）；并联机构类，例如，13号副（图13）；例如，复合类，例如，55号副（图55）连杆类，凸轮副类。

5、输出端轴线位置变化的复杂运动副，轴线方向不变，轴线位置发生平移。例如32号副（图32）是转动副轴线发生平移，33号副（图33）是移动副轴线发生平移。

复杂多输出运动副的功能主要由输入输出转换箱（装置）完成。而输入输出转换箱是简单的机械运动转换，属于公知技术，具体结构多种多样，下面按照其对称性分类说明。

五、关于对称多输出运动副的对称性及分类说明

下面，按照多输出运动副的输出端对称性，详细说明本发明涉及的各种多（双）输出运动副。多输出运动副按照其输出端的对称性分类，有反射对称类，平移对称类，旋转对称类，滑动反射类和跨尺度对称类。

按照前面的定义，对称多输出运动副属于复合运动副的范畴。对称多输出运动副是具有一个或两个输入端、具有两个或两个以上的输出端且输出端具有某种对称性的复合运动副。每一个多输出运动副都有相同的组成。即由输入端1、运动转换装置2，主输出端3，副输出端3.1，可扩展接口4组成。在下述的各个简图及说明中，除必要外，不再一一指明其组成，而是直接引用运动转换装置等组成部分。有些简图既不标注，也不引用。

需要指出，对于一个确定的多运动平台并联机器人，其多输出运动副的可扩展接口4是不需要的。但是，一方面，在发明方法中，多运动平台并联机器人是可扩展的，可以进行下一次对称变换，需要可扩展接口；另一方面，对于多输出运动副或单输出运动副，多一个可扩展接口组成部分，不需要增加零件。为更具一般性，多输出运动副的组成，都包括了可扩展接口。

为了便于说明，对每一个对称多输出运动副，给一个顺序编号。例如，对图1表示的平移对称多输出运动副，编号为一号，称为1号平移对称多输出运动副，简称1号副或一号平移副。对图2表示的平移对称多输出运动副，编号为二号，称为2号平移对称多输出运动副，简称2号副或二号平移副。余类推。57个对称多输出运动副的编号与其图号是一致的。

多输出运动副按照其输出端的对称性分类，有反射对称类，平移对称类，旋转对称类，滑动反射类，恒同对称类和跨尺度对称类。下面按照对称性，结合简图介绍各种多输出运动副。

反射对称类：图1-图20 是反射对称类双输出运动副。

1号副（图1）：图1是由转动副组成的反射对称类双输出运动副。由输入端1、运动转换装置2（图中大圆内），主输出端3，副输出端3.1，可扩展接口4组成，两个相互啮合的齿轮2.1构成运动转换装置2，其中一个齿轮轴线是输入端1，两个输出端在两个齿轮水平对称线的两侧。两个输出端反射对称。齿轮轴线是可扩展接口4。

2号副（图2）：图2是另一种由转动副组成的反射对称类双输出运动副。两个相互啮合的齿轮2.1构成运动转换装置2，其中一个齿轮轴线是输入端1，两个输出端在两个齿轮中心的连线上下摆动，两个输出端反射对称，一个是主输出端3，另一个是副输出端3.1。齿轮轴线是可扩展接口4。两个输出端的运动方向相反。

3号副（图3.1，图3.2）：图3.1是第三种由转动副组成的反射对称类双输出运动副。其功能与图1的反射对称类双输出运动副相同。图3.2是该运动副的运动转换装置2的结构图。运动转换装置2由两个同轴的伞齿轮2.2和一个中介齿轮2.4组成，两个同轴的伞齿轮2.2一个主动，一个被动，两个同轴的伞齿轮与中介齿轮2.4啮合，两个输出端同两个伞齿轮连接。两个输出端3和3.1的运动方向相反。图中为表达方便，输出端是跨尺度对称的。

4号副（图4）：图4是第四种由一个转动副组成的反射对称类双输出运动副。转动副轴线是输入端1，两个输出端反射对称，一个是主输出端3，另一个是副输出端3.1。两个输出端的连线与转动副轴线平行。可扩展接口4也是转动副轴（图中虚线）。两个输出端的运动方向相同。

5号副（图5）：图5是第五种由一个转动副组成的反射对称类双输出运动副。转动副轴线是输入端1，两个输出端在输入端的两侧，反射对称。两个输出端的连线与转动副轴线垂直。可扩展接口4是转动副轴线。两个输出端3和3.1的运动方向相同。这个双输出运动副也是旋转对称双输出运动副，旋转角度是180度。

6号副（图6）：图6是由一个移动副组成的反射对称类双输出运动副。左侧是输入端1，两个输出端反射对称，一个是主输出端3，另一个是副输出端3.1。两个输出端的连线与移动副轴线垂直。可扩展接口4在移动副轴线上。两个输出端的运动方向相同。

7号副（图7）：图7是由两个移动副对置组成的反射对称类双输出运动副。两个移动副轴线重合，运动转换装置2实现运动关联（机械或电气关联）。两个输出端位于两个移动副的轴线上，一个在左侧，一个在右侧，两个输出端反射对称，一个是主输出端3，另一个是副输出端3.1。输入端1在中间.两个输出端的运动方向相反。可扩展接口在移动副的轴线上。

8号副（图8）：图8是由两个PHR机构组成的反射对称类双输出运动副。两个PHR机构颠倒对置，共用一个转动副，所有运动副轴线重合。转动副是主动副，是输入端1。两个输出端位于两个移动副的轴线上，一个主输出端3在左侧，一个副输出端3.1在右侧，两个输出端反射对称，两个输出端的运动方向相反。运动转换装置2由两个RH完成。移动副轴线是可扩展接口4。

9号A副（图9.1）：图9.1 是第一种由两个平行四边形运动副构成的反射对称类双输出运动副。由输入端1、运动转换装置2，主输出端3，副输出端3.1，可扩展接口5组成。运动转换装置2由两个平行四边形机构5完成。两个平行四边形运动副在同一个平面上。两个平行四边形运动副共用两对转动副，共用中间的两个水平杆件，两个侧杆2.5共线，两个平行四边形运动副反射对称。

9号B副（图9.2）：图9.2是图9.1的变形。下边的平行四边形运动副侧杆2.5较长，两个平行四边形运动副构成跨尺度反射对称类双输出运动副。

10号副（图10）：图10是第二种由两个平行四边形运动副构成的反射对称类复杂双输出运动副。两个平行四边形运动副5在同一个平面上。两个平行四边形运动副的两对转动副通过齿轮副啮合在一起，运动转换装置2有两个平行四边形和两对齿轮副共同完成。可扩展接口4是齿轮轴。两个平行四边形运动副反射对称。

11号A副（图11.1）：图11.1是第三种由两个平行四边形运动副构成的反射对称类复杂双输出运动副。两个平行四边形运动副6在同一个平面上。左面一个，右面一个。两个平行四边形的对角线共线，此线称为中轴线，两个平行四边形中轴线上的相邻顶点共用一个转动副。左面平行四边形中轴线上的两个顶点之间连接一个移动副，移动副是主动副。主动副右侧是输入端1，左侧顶点是主输出端3，右侧顶点是副输出端3.1。两个输出端反射对称。11号A副中的平行四边形更换为菱形也是可行方案。

11号B副（图11.2）：图11.2是图11.1的变形。左边的平行四边形运动副的连杆较长，两个平行四边形运动副构成跨尺度反射对称类双输出运动副。11号B副中的平行四边形更换为菱形也是可行方案。

12号A副（图12.1）：：图12.1包括一个RH机构和两个平行四边形机构。RH机构中的转动副轴线与螺旋副轴线重合，H副的上下两侧分别连接一个平行四边形运动副5，两个平行四边形运动副5在一个平面上，两个平行四边形运动副上的所有转动副轴线垂直于螺旋副轴线，与螺旋副配合的转动副是输入端1。螺旋副和两个平行四边形运动副构成运动转换装置2。两个输出端3和3.1位于两个平行四边形运动副的两个外侧水平边上。

12号B副（图12.2）：图12.2 是图12.1的变异：下边的平行四边形运动副侧杆2.5较长，两个平行四边形运动副的输出端跨尺度反射对称。

13号副（图13）：图13是由两个Sarrus机构7组成的反射对称类复杂双输出运动副。两个Sarrus机构7上面一个，下面一个，中间的两对转动副由两个Sarrus机构共用，中间的水平杆两个Sarrus机构7共用，中间的两个侧杆2.6共线。中间的两个转动副，有一个作为输入端，主输出端3在上面的Sarrus机构上，副输出端3.1在下面的Sarrus机构上，两个输出端反射对称。如果两个Sarrus机构尺寸不同，下边的Sarrus机构结构尺寸比例放大，则两个Sarrus机构的输出端跨尺度反射对称。

14号副（图14）：图14是由转动副、齿轮副组成的反射对称类复杂双输出运动副。由输入端1、运动转换装置2（图中大圆内），主输出端3，副输出端4，可扩展接口5组成。水平轴线是主动副轴线，主动副轴线上连接两个伞齿轮2.2，一个与上边的伞齿轮2.2啮合，形成上边的主输出端3，另一个伞齿轮通过一个中介齿轮2.4连接了另一个伞齿轮，形成下边的副输出端3.1。这些相互啮合的齿轮构成运动转换装置2。两个输出端在主动齿轮轴线的两侧。主输出端3与副输出端3.1反射对称。主动齿轮齿轮轴线是可扩展接口4。如果取消14号副的主输出端3或副输出端3.1，则14号副变为一个任意变方向单输出运动副。两个或多个任意变方向单输出运动副串联，形成一个平移对称多输出运动副。

15号副（图15）：：图15也是由转动副、齿轮副组成的反射对称类复杂双输出运动副。图15是图14机构类似，结构略有变化：两个输出端3和3.1的轴线重合，输出端的轴线垂直于主动副轴线；减少一个中介齿轮，两个主动伞齿轮2.2，相对布置。其它参考图14。如果取消15号副的主输出端3或副输出端3.1，则14号副变为一个正交变方向单输出运动副。两个或多个正交变方向单输出运动副串联，形成一个平移对称多输出运动副。

16号副（图16）：图16是由一个齿轮、两个齿条构成的反射对称类复杂双输出运动副。由输入端1、运动转换装置2（齿条传动），主输出端3，副输出端4，可扩展接口5组成。两个齿条2.3一个在上面，一个在下面。中间有一个齿轮2.1啮合。安装齿轮的转动副是输入端1，两个齿条一个是主输出端3，一个是副输出端3.1。两个输出端反射对称。两个输出端做反向平移运动。如果两个齿条由同一个齿轮驱动，则两个输出端的运动方向相反，速度相同。如果两个齿条不平行，则两个输出端轴线的夹角可以是任意角度，两个输出端构成旋转对称。如果两个齿条由两个同轴线的不同半径的齿轮驱动，则两个输出端的运动方向相反，速度不同，两个输出端构成端跨尺度反射对称。

17号副（图17）：图17 是在图14复杂双输出运动副的两个输出端，各串联一个RHP复杂运动副得到的，复杂双输出运动副的输出端与RHP复杂运动副的输入端共用一个转动副。输出端仍然反射对称。输入是转动，输出是平移，输出端的方向和运动性质都发生了变化。图15复杂双输出运动副也可作类似处理。

18号副（图18）：图18是在15号副（图15复杂双输出运动副）的输入端，串联一个PHR复杂运动副得到的，15号副的输入端与RHP复杂运动副的输出端共用一个转动副。15号副的输出端不变。输入端变为平移，输出端仍然是转动，输出端的方向和运动性质都发生了变化。图14复杂双输出运动副也可作类似处理。

19号副（图19）：图19是由PRRP连杆2.7作反射对称形成的。输出端和输入端都是移动副。两个输出端反射对称。

20号副（图20）：图20是由两个RHP机构组成的反射对称类双输出运动副。两个RHP机构颠倒对置，共用一个移动副，所有运动副轴线重合。移动副是主动副，是输入端1。两个输出端位于移动副的轴线上，一个主输出端3在左侧，一个副输出端3.1在右侧，两个输出端反射对称，两个输出端的运动方向相同。运动转换装置2由两个PH完成。移动副轴线是可扩展接口4。

反射对称的双输出运动副也可看做是旋转（旋转180度）对称多输出运动副。

平移对称类：图21-图32是平移对称类多输出运动副，

21号副（图21）：图21是移动副组成的平移对称类简单多输出运动副，一个移动副，其轴线上有三个输出端。主输入端3与两个副输出端3.1、3.2平移对称。

22号副（图22）：图22是转动副组成的平移对称类简单多输出运动副。一个转动副，其轴线上有三个输出端。主输入端3与两个副输出端3.1、3.2跨尺度平移对称。

23号副（图23）：图23是齿轮和齿条组成的平移对称类多输出运动副。一个齿条2.3，其轴线上有两个齿轮2.1，左边齿轮上有一个主输出端3。右边齿轮上有一个副输出端3.1。两个输出端平移对称。

24号副（图24）：图24是由齿轮副组成的平移对称类复杂多输出运动副。这是一个复杂任意变方向多输出运动副。圆形齿轮箱是运动转换装置2。一对啮合的伞齿轮2.2，提供一个主输出端3。右侧圆形齿轮箱是另一个复杂变方向单输出运动副，一对啮合的伞齿轮，提供另一个输出端3.1。两个齿轮箱是运动转换装置2。两个复杂变方向单输出运动副，通过主动副轴刚性串联起来，主动副轴线共线，两个输出端平移对称。刚性连接部位（图中虚线方框内）是扩展接口连接装置4.1。如果轴线较长，可扩展接口的连接装置用联轴器连接。左侧圆形齿轮箱是一个复杂任意变方向单输出运动副（结构参考图14），输入端轴线与输出端轴线相交于一点，输入端轴线与输出端轴线之间的夹角是任意角度（不包括0度和180度）。

25号副（图25）：图25是图24的一个特殊情况：两个输出端轴线垂直于输入端轴线且相互平行。两个输出端平移对称。称为复杂正交变方向多输出运动副，标注同图24。左侧圆形齿轮箱是一个复杂正交变方向单输出运动副（结构参考图15）：输入端轴线与输出端轴线相交于一点，输入端轴线与输出端轴线之间的夹角是90度。

26号副（图26）：图26是包括两个串联的RH机构，两个串联的移动副（或圆柱副），二者并联，一个螺旋副连接一个移动副。两个输出端从两个移动副引出。转动副是输入端。两个输出端位于两个移动副上，一个在左侧，一个在右侧，一个是主输出端3，另一个是副输出端3.1，两个输出端反射对称。两个输出端的运动方向相同。转动副轴线和移动副轴线是可扩展接口4。当两个螺旋副不同时，两个输出端跨尺度对称。

27号副（图27）：图27是第一种由两个平行四边形运动副5构成的跨尺度平移对称类双输出运动副。两个平行四边形5共面，上面一个，下面一个，中间的两对转动副由两个平行四边形运动副共用，中间的水平杆两个平行四边形运动副共用，两个侧杆2.5共线，两个平行四边形运动副5构成运动转换装置2，两个平行四边形运动副平移对称。最下面的水平杆件上的一个转动副是输入端1（固定端），中间的水平杆件上的输出端是主输出端3，最上面的水平杆件上的输出端是副输出端3.1，主输出端与副输出端跨尺度平移对称。即副输出端的位移是比主输出端的位移大一个确定的倍数。最下面的水平杆件上的两个转动副轴线是可扩展接口。中间的水平杆件上的两个转动副轴线也可以作为可扩展接口。

28号A副（图28.1）：图28.1 是第二种由平行四边形运动副构成的平移对称类多输出运动副。三个平行四边形运动副6在同一个平面上。左面一个，中间一个，右面一个。三个平行四边形6的对角线共线，此线称为中轴线，两个平行四边形中轴线上的相邻顶点共用一个转动副。左面平行四边形中轴线上的两个顶点之间连接一个移动副，移动副左侧是输入端1。从左到右，中轴线上第二个顶点是主输出端3。第三个、第四个顶点是副输出端3.1、3.2。副输出端与主输出端跨尺度平移对称。

28号B副（图28.2）：图28.2 是一种由菱形构成的平移对称类多输出运动副。菱形的对角线相互垂直，有两对相邻的边是相等的。左侧是一个菱形，右侧是菱形或平行四边形。菱形和平行四边形在同一个平面上。其对角线共线，此线称为中轴线，两个四边形中轴线上的相邻顶点共用一个转动副。菱形中轴线上的两个有相同边长的顶点之间连接一个移动副，移动副左侧是输入端1。从左到右，中轴线上第二个顶点是主输出端3。第三个、第四个顶点是副输出端3.1、3.2。副输出端与主输出端跨尺度平移对称。这个多输出运动副与28号A副的功能完全相同，结构相似，故归入同一类别。28号B副也可全部由菱形组成。菱形也可做成反射对称运动副，参见图11.1。

29号副（图29）：图29是第三种由平行四边形运动副构成的平移对称类双输出运动副。两个平行四边形5平面相互平行（不共面），一个在前，一个在后。两个平行四边形5下面的两对转动副安装在两个平行的轴线上，输出端分别安装在两个平行四边形上面的水平杆件上，前面的是主输出端3，后面的是副输出端3.1。副输出端与主输出端平移对称。如果前后两个平行四边形的侧杆长度不同，则副输出端与主输出端跨尺度平移对称。下面的两个转动副轴线是可扩展接口4。

30号副（图30）：图30是第四种由一个平行四边形运动副5构成的平移对称类多输出运动副。平行四边形下面的水平杆固定，下面的水平杆件上的一个转动副是输入端1（固定端），上面的水平杆件上有三个输出端，一个是主输出端3，另外两个是副输出端3.1，3.2。

31号副（图31）：图31是由Sarrus机构7组成的平移对称类复杂双输出运动副。两个Sarrus机构7一个在上面，一个在下面。中间的两对转动副由两个Sarrus机构共用，中间的两个杆件2.6，分别共线。最下面的两个转动副，有一个作为输入端，主输出端3在下面的Sarrus机构上，副输出端3.1在上面的Sarrus机构上，两个输出端跨尺度平移对称。

32号副（图32）：图32是由齿轮箱组成的平移类复杂双输出运动副。齿轮箱是运动转换装置2，左侧的转动副是输入端，这个转动副轴连接的是主输入端。右侧转动副轴上连接的是副输出端3.1，两个输出端平移对称。两个输出端作同方向平移运动。主输出端与副输出端平行但不共线。运动转换装置2由一个齿轮组组成。两个输出端构成平移对称或端跨尺度平移对称。

33号副（图33）：图33是由齿轮组、两个齿条组成的平移类复杂双输出运动副。两个齿条2.3，一个在上面，一个在下面。中间有一个齿轮2.1组啮合。安装齿轮的转动副是输入端1，下面的齿条连接主输出端3，上面的齿条连接副输出端3.1。两个输出端平移对称。两个输出端作同方向平移运动。主输出端与副输出端运动方向平行但不共线。运动转换装置2（齿条传动）由一个齿轮组组成变速装置。两个输出端平移对称。如果两个齿条运动速度不同，则两个输出端构成端跨尺度平移对称。

34．1号副（图34.1）：图34.1是一个复杂双变任意方向多输出运动副，以图25为基础，在两个输出端分别串联一个(RHP)复杂运动副。图25输出端的转动副与 (RHP)的转动副同轴、共用。两个输出端是平移输出。两个输出端是平移对称。左侧圆形齿轮箱和(RHP)复杂运动副组合形成的复杂运动副是一个复杂任意双变单输出运动副：，输入端轴线与输出端轴线相交于一点，输入端轴线与输出端轴线之间的夹角是任意角度（不包括0度和180度）。上述平移变换可多次实施，生成多输出运动副。

34．2号副（图34.2）：图34.2是一个复杂双变正交多输出运动副，它是34．1号副的特殊情况：输出端轴线相互平行且垂直于输入端轴线。左侧圆形齿轮箱和(RHP)复杂运动副组合形成的复杂运动副是一个复杂正交双变单输出运动副：输入端轴线与输出端轴线相交于一点，输入端轴线与输出端轴线之间的夹角是90度。上述平移变换可多次实施，生成多输出运动副。

35号副（图35）：图35是由一个RHP机构组成的平移对称类多输出运动副。所有运动副轴线重合。转动副是输入端1，转动副是主动副，是输入端1。两个输出端位于移动副的轴线上，一个主输出端3在左侧，一个副输出端3.1在右侧，两个输出端平移对称，两个输出端的运动方向相同。运动转换装置2由RH机构完成。移动副轴线是可扩展接口4。

旋转对称类：图41-图50是旋转对称类多输出运动副

5号副（图5）既是一个反射对称运动副，也是一个旋转对称运动副。

36号副（图36）：图36是一个有多个输出端的旋转对称运动副。一个环形转动副，在同一个半径上均布多个输出端，相邻输出端之间的夹角是相同（不同也是可行的）。其中一个是主输出端3，其余是副输出端3.1、3.2、3.3、3.4、3.5。主输出端与副输出端旋转对称。

36号副的一个应用是，多个相同的41号副套在同一个轴（称为中轴）上，所有的输出端都在一个以中轴为轴线的圆柱面上。把圆柱面分为三个以上的相同扇形区间，每个区间上，每个环形转动副有一个且仅有一个输出端多有相同的输出端，每个扇形区间安装一个并联机构，其它扇形区间的并联机构与它旋转对称。

36号副的另一个应用是，多个半径不相同的36号副套在同一个轴（称为中轴）上，不同的环形转动副的输出端在不同半径的圆上。最下面的环形转动副的输出端所在的圆半径最大，最上面的环形转动副的输出端所在的圆半径最小。其它环形转动副，从下往上，输出端所在的圆半径依次变小。所有的输出端都在一个在一个垂直于中轴的平面上。这个平面与最上面的环形转动副平面共面或在其上面。把这个平面分为三个以上的相同扇形区间，每个区间上，每个环形转动副有一个且仅有一个输出端多有相同的输出端，每个扇形区间安装一个并联机构，其它扇形区间的并联机构与它旋转对称。

37号副（图37）：图37是一个圆环形移动副构成的有多个输出端的旋转对称运动副。圆环支撑在滑道上，一个圆环形移动副，在同一个半径上均布多个输出端，相邻输出端之间的夹角是相同（不同也是可行的）。其中一个是主输出端3，其余是副输出端3.1、3.2、3.3、3.4。主输出端与副输出端旋转对称。

37号副与36号副的功能是相同的，二者可相互替换。例如，上述36号副的两个应用，42号副也可实现。但是，37号副的轴线是变化的，36号副的轴线是唯一的。用37号副替换36号副后，作为主动副，其轴线发生变化。基本基础平台也会变化，仍符合基本基础平台为平面的基本要求。

38号副（图38）：图38是由一个转动类平移对称多输出运动副（图22）转变得到。两个输出端的中点处，轴线由直线变为折线，即安装一个联轴器，联轴器是扩展接口连接装置4.1。例如一对啮合的伞齿轮构成的联轴器（图中小梯形表示）。有多个输出端时，轴线仍然在一个平面上。主输出端3与副输出端3.1、3.2旋转对称。输出端运动平面与转动副轴线垂直。

39号副（图39）：图39是一个由移动副构成的有多个输出端的旋转对称运动副。图39是由一个平移类对称多输出运动副（参见图21）转变得到。在两个输出端的中点处，轴线由直线变为折线，即安装一个联轴器，联轴器是扩展接口连接装置4.1。例如一对啮合的齿轮与齿条构成的联轴器（图中小梯形表示，参见16号副）。有多个输出端时，轴线仍然在一个平面上。主输出端3与副输出端3.1、3.2旋转对称。输出端作平移运动。

40号副（图40）：图 40是由一个复杂变方向转动类平移对称多输出运动副（图25）转变得到。两个输出端的中点处，轴线由直线变为折线，即安装一个联轴器，联轴器是扩展接口连接装置4.1。例如一对啮合的伞齿轮构成的联轴器（图中小梯形表示）。有多个输出端时，转动副轴线仍然在一个平面上。主输出端与副输出端旋转对称。输出端运动平面与转动副轴线平行。

41号副（图41）：图41是在15号副（图15）的基础上，再增加两个输出端。增加的输出端在原来的输出端的平面内，与主输出端的夹角分别为90度和270度。四个输出端，两个相邻的输出端之间的夹角是90 度。输入输出转换装置增加了两对伞齿轮。输出端运动平面与主动副轴线平行。两个或多个41号副通过一个联轴器把主动副轴线连接起来，形成一个有八个或更多输出端的复杂运动副。

滑动反射对称类：图61-65是滑动反射对称类双输出运动副。

42号副（图42）：图42是一个由转动副形成的滑动反射对称类简单双输出运动副。主输出端3与副输出端3.1滑动反射对称。

43号副（图43）：图43是一个由移动副形成的滑动反射对称类简单双输出运动副。主输出端3与副输出端3.1滑动反射对称。

44号副（图44）：图44是一个由复杂任意变方向转动副形成的滑动反射对称类复杂双输出运动副。

45号副（图45）：图45是由34.1号副转换而来。34.1号副的副输出端作反射变换，输出端3.1变换到主动副轴线的下方，形成一个滑动反射对称类复杂双输出运动副。这个复杂双输出运动副有多个可扩展接口。

46号副（图46）：图46是一个由齿轮、齿条复杂运动副形成的滑动反射对称类双输出运动副。

47号副（图47）：图47是与图26结构类似，图26的输出端3.1作反射变换，输出端3.1变化到轴线的下方，形成一个跨尺度滑动平移对称双输出运动副。

恒同对称类：图71-图75是恒同对称类双输出运动副，两个输出端重合，即恒同对称。或者说，一个输出端可以连接两个杆件（图中虚线）。71号到75号副都具有这些特征，故不一一说明。

48号副（图48）：图48是由转动副形成的恒同对称类双输出运动副，实施例4运用了这个双输出运动副。

49号副（图49）：图49是由移动副形成的恒同对称类双输出运动副，两个输出端重合，即恒同对称。或者说，一个输出端可以连接两个杆件（图中虚线）。实施例4运用了这个双输出运动副。

50号副（图50）：图50是由一个RHP机构组成的平移对称类多输出运动副。所有运动副轴线重合。转动副是输入端1，转动副是主动副，是输入端1。两个输出端位于移动副的轴线上，一个主输出端3在左侧，一个副输出端3.1在右侧，两个输出端平移对称，两个输出端的运动方向相同。运动转换装置2由两个RH完成。移动副轴线是可扩展接口4。

51号副（图51）：图51是由一个RHP机构组成的平移对称类多输出运动副。所有运动副轴线重合。转动副是输入端1，转动副是主动副，是输入端1。两个输出端位于移动副的轴线上，一个主输出端3在左侧，一个副输出端3.1在右侧，两个输出端平移对称，两个输出端的运动方向相同。运动转换装置2由两个RH完成。移动副轴线是可扩展接口4。

52号A副（图52.1）：图52.1是由虎克铰形成的恒同对称类双输出运动副，虎克铰的固定轴是水平轴，两个输出端从虎克铰的摆动轴（在垂直平面内摆动）引出，两个输出端3、3.1重合，即恒同对称。

52号B副（图52.2）：图52.2是由另一种虎克铰形成的恒同对称类双输出运动副，虎克铰的固定轴是垂直轴，从虎克铰的摆动轴（在水平面内摆动）引出两个输出端，两个输出端3、3.1重合，即恒同对称。

52号C副（图52.3）：图52.3是由球铰形成的恒同对称类双输出运动副，球铰由三个正交转动副形成，球铰的固定轴是垂直轴，输出端由第三个转动副引出，第三个转动副在垂直平面内摆动，两个输出端3、3.1重合，即恒同对称。

复合多输出运动副，复合多输出运动副有多个对称变换相继实施得到的多输出运动副或由多个多输出运动副串联形成的复杂多输出运动副运动副输出端等于或多于三个。

53号副（图53）：图53是由2号副（图2）增加输出端得到的复杂多输出运动副。把2号副两个轴承的轴线延长，在同侧的轴线上增加输出端。变为复杂多输出运动副，图53中共有六个输出端。其中一个是主输出端3，其余是副输出端3.1---3.5。副输出端是主输出端经过多个对称变换相继实施得到的。可以有多种方法得到五个副输出端：1、轴线上面的三个输出端，右边的两个是平移变换得到的，右边的两个副输出端与主输出端是平移对称。下面的三个输出端是上面的三个输出端的反射变换。2、轴线上面的三个输出端，是平移变换得到的，下面的三个输出端是上面的三个输出端的180度旋转对称。3.右下方的两个输出端是由左上方的主输出端经过滑动反射变换得到的，而右上方的两个输出端是由左下方的输出端经过滑动反射变换得到的。而左下方的副输出端由主输出端反射变换得到。

54号副（图54）：图54是两个图15所示的复杂双变反射对称运动副，再经过一次平移变换得到的。即两个14号副串联起来，形一个有四个输出端的复杂运动副。这个运动副包括反射变换、平移变换、旋转变换，也包含滑动反射变换。

55号副（图55），图55是图34.2所示的复杂双变平移对称运动副，再经过一次反射变换得到的。形成一个有四输出端复杂运动副。反射变换时，齿轮副的结构，参考15号副的结构。这个运动副包括反射变换、平移变换、旋转变换，也包含滑动反射变换。

56号副（图56）是在38号副的基础上，增加输出端得到的。在38号副的主输出端3的右侧，增加一个平移输出端3.1，原来的两个副输出端变为3.2、3.3。主输出端3与副输出端3.1平移对称；主输出端3与副输出端3.2旋转对称。应用多个56号副可以生成一种具有多种对称特性的机器人。

57号副（图57）是在40号副的基础上，增加输出端得到的。在40号副的主输出端的右侧，增加一个平移输出端3.1，原来的两个副输出端变为3.2、3.3。变为一个四输出端运动副。如果在57号副的主输出端的下侧，还有一个反射对称输出端，每一个副输出端的下侧，都有一个反射对称副输出端。则57号副有8个输出端。8个输出端中的7个副输出端与主输出端的对称，包括反射对称、平移对称、旋转对称和滑动反射对称。适当的设计输出端的结构尺度，还可以形成跨尺度对称。所以，应用多个57号副，可以生成具有多种对称特性的机器人。

上述多输出运动副仅给出两个或少数几个输出端，实际上，上述运动副可相继实施对称变换，得到更多的输出端。上述一些不同的多输出运动副，也可串联起来，形成更多的输出端，形成更复杂的多输出运动副。

对称多输出运动副，多种多样，不可能一一列出。所有符合本发明定义的多输出运动副，都在本发明的保护之中。

六、关于支链及分支支链

关于支链：本文说的支链数目是从基础平台引出的支链数目，也是主动副的数目，称为主动支链数，与动平台连接的分支支链数目可以相同或不同，与动平台连接的分支支链数目小于等于主动支链的数目。支链通常由运动副和连杆组成。但是，各种文献中，习惯上用运动副字母表达支链时，只写字母，不显示连杆，本文沿用这个做法。

关于副分支支链和副分支支链的引出：副分支支链有三种：大号副分支支链，中等副分支支链，小号副分支支链。大号副分支支链连接在第一个运动副的输出端，大号副分支支链是与主支链相同或基本相同的分支支链，故称为大号副分支支链。大部分实施例都是大号副分支支链。小号副分支支链是与第三个广义运动副连接的分支支链。它比主支链少二个运动副，是运动副最少的分支支链，故称为小号副分支支链。并不是每一个多平台对称并联机器人上都有小号副分支支链。有时小号副分支支链就是一个连杆，例如实施例11（图68），本文也统一称为副分支支链。副分支支链仅仅一个连杆，与分界运动副的归属有关。如果把分界运动副归入下游分支支链，则实施例11的下游分支支链就是一个单运动副支链。中等副分支支链是与第二个广义运动副连接的分支支链。它比大号副分支支链少一个运动副，比小号副分支支链多一个运动副，故称为中等副分支支链。参见实施例10（图67）。一个多运动平台并联机器人可以有一种、或两种或三种副分支支链。副分支支链是相同或相近的。

同一个分支支链，大号副分支支链对应的上游分支支链则最小，只是一个多输出运动副，例如，实施例1。类似的，小号副分支支链对应的上游分支支链则最大，有三个广义运动副，例如，实施例11。类似的。中号副分支支链对应的上游分支支链，有两个广义运动副，例如，实施例10。

关于副分支支链（也称为下游分支支链）与下游主支链相同和基本相同：相同是指由相同的运动副组成、相同的连接顺序，且连接运动副的构件长度也是相同的。基本相同是指有相同的运动副组成、相同的连接顺序，但是，连接运动副的构件长度可以有些差别。装配机器人和并联机床机器人要求构件长度也相同，步行并联机器人则可以基本相同或相同。

副分支支链与下游主支链的对称，副分支支链与下游主支链的对称，副分支支链与下游分支支链的对称的对称与所在主输出端和副输出端的对称特性相同。对称也分为严格对称和宽松对称两种。

七、关于对称

需要说明的是，本发明所指的对称与并联机器人机构学所说的对称不是一个概念。并联机器人机构学所说的对称，是指支链相同的并联机构，所以它是关于一个并联机构自身的特性。本发明所指的对称，是指基本并联机构与分支并联机构的关系，是指基本动平台与分支动平台的关系；是指多输出运动副的主输出端与副输出端的关系，是指下游主支链与副分支支链的关系。本质上是两个并联机构之间的关系。

本发明所指的对称，本质上是几何学领域的对称，是一种变换。但是，又与几何学领域的对称不完全相同。例如，实施例1的对称双输出运动副，作为第一个运动副，它是主动副，理论上，如果对称，那么两个主动副都要驱动，而工程上只要驱动一个转动副即可。再如，双面步行并联机器人的对称，可以是一个宽松的对称。本发明所指的对称，一个最大的特点是，在各个并联机构之间，有一个机械的连接，提供一条连续的、准确的能量、运动、信息传递通道。

本发明所指的跨尺度对称是一个引自分形几何学的概念。跨尺度对称是不同尺度上的对称，是放大或缩小后的对称，是自相似形成的对称，是一部分与另一部分的相似对称。有文献称为伸缩对称性或自相似性对称性或称为跨尺度对称。本文采用跨尺度对称的名称。例如，两个相似的三角形，虽然大小不一样，但二者是跨尺度对称的。跨尺度对称分为跨尺度反射对称、跨尺度平移对称、跨尺度旋转对称和跨尺度滑动反射对称。

本发明所指的对称，是指初始位置时的对称。对称包括反射对称，平移对称，旋转对称和滑动反射对称和跨尺度对称。还包括上述对称的的有限次相继实施（乘法）。基本基础平台与分支基础平台的对称、输出端的对称还包括恒同对称。

本发明所指的对称，是对初始状态的结构描述。而其它时刻的对称，其对称性会发生变化。例如，同一时刻的对称会变为不同时刻的结构对称。对称可能是一种整体对称或相变对称。例如，实施例3、4的对称。

本文所说的对称，还包括上游主支链与下游分支支链的对称。而上文没有提及这方面的对称。实际上，上游主支链与下游分支支链的对称已经包括在输出端的对称和并联机构的对称之中。上游主支链与下游分支支链的对称包括恒同对称、反射对称、平移对称 、旋转对称、滑动反射对称和跨尺度对称。

本文所述的对称有严格对称和宽松对称之分。装配机器人和并联机床属于严格对称，步行并联机器人适于宽松对称。宽松对称还包括平移的距离是不同的情况。跨尺度对称也有严格对称和宽松对称之分。严格仿形或严格缩放仿形属于严格对称，变异仿形适于宽松对称。

基本并联机构的对称变换，可沿着三个方向（同时）作对称变换。（1）、沿着基础平台平面的法线方向作对称变换，例如，实施例9、10中的平移变换；（2）、沿着基础平台平面内的某个方向作对称变换，例如，实施例15、16中的平移变换；（3）、沿着与基础平台平面有一个角度的平面作对称变换，例如，实施例 21 中的旋转变换。

这三种变换或两种变换或一种变换可以先后相继实施，反复实施。沿着三个方向同时作对称变换，可以产生众多的对称并联机构，甚至可以充满整个欧氏空间。

八、关于生成元。

本发明的基础是合适的生成元。有了生成元，应用本发明提供的方法，可以生成所有（57种）自由度组合的并联机构。57种自由度组合，加上不同的支链结构，不同的对称方式，会生成数量很大的多运动平台并联机器人。本文的实施例，目的在于准确完整地说明发明方法和发明结构。为了表达清楚方便，一方面，不选择过于简单的并联机构作为生成元。例如，没有用1-RS&1-RRR(1T1R)二自由度并联机构作为生成元。没有选择结构复杂的四节肢并联机构，因为不利于说明方法和结构。在生成元的选择上，多应用双节支并联机构和平面并联机构。即能够充分说明结构和方法，结构又不太复杂。作为实施例生成元的补充，下面给出一些比较典型的生成元，其中包括多节肢并联机构。

文献《高等空间机构学》（黄真，高等教育出版社2006.5，以下简称文献1）中图12-4提出的5-RRR(RR)五自由度对称并联机构、文献《并联机构型综合》（孔宪文等，机械工业出版社2013.11，以下简称文献2）中图8.12、图8.13、图8.14给出的三维圆柱运动并联机构和文献2中图12.7、图13.7给出的5自由度并联机构可做生成元。由于主动副轴线或平行于或垂直于基本基础平台平面，故可以直接作为生成元。文献1中图12-4并联机构作为生成元，有两个作平移变换的方式。一个方式是：主支链的第一个运动副所在的正五边形适当放大，给出支链比较充分的扰动空间，则可以在垂直于基本基础平台平面的方向上作平移变换。这个方式可参考实施例9、10、11。另一个方式是：主支链的输入端串联一个正交变方向多输出运动副（见下述25号副），则可作基本基础平台平面上的平移变换。可参考实施例15、16.

文献2中图6.10,图6.11,图6.12,图6.13（C副用PR副代替）给出的的三平移并联机构.有些可以直接作为生成元。有些串联一个复杂变方向或复杂双变多输出运动副就可以作为生成元。例如，串联一个17号副，作反射对称变换。串联一个34号副，作平移对称变换。

文献《论机构自由度》（黄真等，科学出版社2011.8，以下简称文献3）中图7.2、图7.3、图7.6、图7.11、图7.33给出的并联机构和文献《机器人机构学的数学基础》（于靖军等，机械工业出版社2008.7，以下简称文献4）中图10.21、图10.25、图10.40—图10.43、图10.45给出的并联机构以及文献《现代机构学进展》（邹慧君，高峰 高等教育出版社，2007年4月，以下简称文献5）中图2.34---图2.37、表2.8（No.6和No.10除外）、图4.29、 图4.31---图4.40图4.42---图4.49给出的并联机构，都可以直接作为生成元。其中，文献5中的图4.43、图4.46、图4.49已作为实施例（实施例9、7、19）。文献4和文献5中多包括平行四边形运动副。文献3中的图7.6与文献1中图12-4结构相似。也可作相似的对称变换。

文献2中图7.10给出的三维球面转动并联机构可做生成元。多数三维球面转动并联机构应用14号副可以实现反射多运动平台并联机器人，应用24号副可以实现平移多运动平台并联机器人。

文献2中图10.9给出的一平移三转动并联机构和图11.7给出的5自由度并联机构都可做生成元。串联14号副可以实现反射多运动平台并联机器人，串联24号副可以实现平移多运动平台并联机器人。

文献2中图9.10给出的三平移一转动并联机构多数可以直接作为生成元，进行反射变换。转动副是主动副的生成元，串联一个25号副实现平移变换。配合40号副实现旋转变换。移动副是主动副的生成元，串联一个34号副可实现平移变换，参考40号副和25号副，也可实现旋转变换。

任何一个并联机构，如果它的每一个支链的第一个运动副是主动副且是该支链唯一的主动副，则这个并联机构都可以作为生成元。都可生成各种对称特性的分支并联机构。

基于对称的性质，新生成的分支并联机构也可作为生成元，生成新的分支并联机构。分支基础平台也可引出副输出端。例如，实施例15，右侧的分支并联机构，可以作为基本并联机构，进行反射变换，得到一个反射分支并联机构，而这个分支并联机构是原来的基本并联机构的滑动反射并联机构。实施例20，也可以由实施例2中的分支并联机构，作90度旋转变换得到。参见实施例12的说明。

九、其它几点说明

1、主动副的统一与标准化：对于同一个多运动平台并联机器人，主动副是同一种运动副为最好。这样，比较方便制造和控制，便于标准化。如果不是同一种运动副时，可以串联一个变输出运动副，转变为相同的输入运动副。

2、广义运动副的编号：运动副的编号从基础平台开始，安装在基础平台的运动副是第一号运动副。与第一号运动副连接的是第二号运动副。余类推。

3、基本并联机构的方位约定：设基本并联机构基础平台处于平面水平状态，关于上下左右的描述都是基于这个水平位置。即使发生了旋转，仍然认为基础平台是水平，仍然使用原来的关于上下左右的描述。基本并联机构位于基础平台的上方，主支链的下端是指主支链与基础平台连接的一端，主支链的上端或称为末端是指主支链与运动平台连接的一端。

4、为表达方便，本文实施例中动平台多用三角形动平台，特别是6自由度并联机构，也用三角形动平台，实际上，应用其它各种动平台都是可行方案，包括点动平台、线段动平台、平面动平台和台体式运动平台。例如，并联机床机器人的动平台，可以用双层动平台。

5、 可扩展运动副、多输出运动副，分界运动副的区别与联系。可扩展运动副是指引出副输出端之前的运动副，引出副输出端之后就变为多输出运动副、而这个多输出运动副仍然可以再引出副输出端，所以这个多输出运动副仍然是一个可扩展运动副。分界运动副必然是一个多输出运动副，只是引用的角度不同，说下游分支支链时，对应分界运动副。对于一个确定的分支并联机构，这三个概念是不加以区别的。三者的组成，都包括扩展接口，也不失一般性。

6、双面步行并联机器人的两个并联腿机构，其两对基础平台平面平行或位于一个平面上，这个“平行或位于一个平面上”的说法，是一个工程上的说法。实际上，两对基础平台平面基本平行，且距离较近，这时固连在一起，就能够形成一个双面步行并联机器人。较近，是指两个基本基础平台平面之间的距离小于双面步行并联机器人高度的五分之一或更小。有高度差时，是为了协调内腿外腿的高度或减少支链间的干涉。

工作过程 ： 分为两种情况：分时工作和同时工作。

同时工作，以装配机器人和仿形并联机床为例。

多运动平台并联机器人的工作过程，以实施例16（图73）3T0R装配机器人为例，多运动平台并联机器人共有一套驱动系统、一套控制系统，有相同的主支链和相同的基本动平台，对于给定的一个目标位置，应用运动学数学模型，解算出基本并联机构的主动副的位移，按照这个位移，驱动系统通过控制系统给出指令，主动副移动到给定位置，基本动平台到达目标位置。同时，各个分支动平台也到达各自的目标位置。分支动平台实现与基本动平台相同的操作。并联机床的工作与装配机器人相似。

仿形并联机床的工作，在安装触头的基本并联机构的工作台架上，安装有已加工好的零件（下称为标准件），其它分支并联机构的工作台架上安装待加工零件的毛坯（下称为毛坯），其它分支并联机构的动平台安装切削工具。控制（手工或自动控制）触头慢慢接近标准件，切削工具慢慢接近毛坯，并开始加工、切削毛坯；触头接触到标准件，切削工具停止进给。改变触头位置，慢慢移动接近标准件，开始对毛坯的另一部位加工。直到触头接触到标准件的所有部位，毛坯即加工完毕。

分时工作，以双面步行并联机器人为例。

正常直立状态：两个基本并联腿机构的动平台（足弓）在下方时，两个腿机构轮流抬起(游脚相)、放下（立脚相）完成步行任务。另一对并联腿机构虽然也在动作，但是不完成任何工作，即“空转”。

倒立状态：而当出现某种意外情况导致步行并联机器人180度翻转时，两个分支并联机构位于下方，两个基本并联机构位于上方。于是，两个分支并联腿机构轮流抬起、放下，完成步行任务。两个基本并联腿机构处于“空转”状态。

侧立状态：当基础平台平面同水平面近于垂直（这也是一种意外状态），而又不能恢复直立状态或恢复倒立状态时，基础平台平面两侧的并联腿机构都不能完成步行任务。这时，步行并联机器人的侧环着地，足趾与侧壁（或某个支撑物）接触。可以通过改变步行并联机器人重心的方法，例如腿的运动可改变重心；通过收拢复位环改变环形中心的位置改变重心，实现滚动；或者足趾活动，对侧壁或支撑物施力，实现步行并联机器人的滚动。直到恢复直立或倒立状态。从而实现步行并联机器人在各种状态下的移动。所以，步行并联机器人任何状态下都可以完成移动任务。

本发明的积极意义和优点：

本发明主要应用于工业机器人领域，可一次完成多个操作目标的焊接、加工装配、搬运、喷涂、检测、码垛、冲压、贴膜、擦洗、研磨抛光和激光加工等复杂作业。

本发明做了以下具有积极意义的工作：1、为符合某些条件的并联机构提供了一种生成多运动平台并联机器人的方法。该方法适用于一些现有的并联机构，能够实现一种或两种对称操作。例如，现有的Delta机构，不作改动，则只能作反射对称变换，不能在基础平台平面上作平移对称变换。2、提出了正交变方向和正交双变多输出运动副和一种方法，即把正交变方向和正交双变多输出运动副串联在上述生成元主支链的输入端的方法，上述生成元就可进行多种对称变换。包括四种基本对称变换和跨尺度对称变换。例如，实施例15，可实施另一个方向的平移变换。3、提出了任意变方向和任意双变多输出运动副和一种方法，即把任意变方向和任意双变多输出运动副串联在一些并联机构支链的输入端的方法，串联之后。这些并联机构变为生成元，可进行多种对称变换。这个思路可以把原来不符合条件的并联机构转换为符合条件的基本并联机构，实现对称变换。于是，所有第一个运动副是主动副且只有第一个运动副是主动副的并联机构都可作为基本并联机构。例如实施例16，实现了Delta并联机构的平移变换。4、提出了一种跨尺度多运动平台并联机器人的结构和装置，为生成元进行多种跨尺度对称变换提供了可能。为实现多维缩放加工制造提供了可行方案。例如，实施例25。5、提出了一种跨尺度对称多输出运动副的概念和结构，为生成元进行多种跨尺度对称变换增加了可选择方案，为实现多维缩放加工制造增加了可选择方案。例如，26号副，27号副。6、给出对称多输出运动副的概念、结构和多种实例。为生成各种多运动平台并联机器人创造了条件。

综合起来，本发明具有如下优点：用途比较广泛；故障率低，易于维护，结构简单，便于标准化，生成率高，成本较低。例如，本发明，如果运用于并联机床或装配机器人，一套驱动系统、一套控制系统，可以同时加工两个或多个零件，较大的提高了工作效率，也为并联装配线创造了条件；如果运用于仿形并联机床，可以依据实物，仿形加工出一个或多个与实物完全相同的产品；如果运用于缩放并联机床，可以依据实物，加工出一个或多个放大或缩小的产品；如果运用于步行并联机器人，一套驱动系统、一套控制系统，则在机器人翻转180的的情况下，仍然能够步行，极大的提高的应对复杂状况的能力。

附图说明：

图1到图57是1号副到57号副的简图。对应规律是：图1是1号副的简图；图2是2号副的简图；图3.1，图3.2是3号副的简图；图4是4号副的简图；图9.1 、图9.2是9号副的简图；图20是20号副的简图，其余类推。一直到图57是57号副的简图。

图58到图88是33个实施例的简图。

图58---图65是反射对称类实施例1---实施例8的简图。图58是实施例1的简图；图59是实施例2的简图；图60是实施例3的简图；图61是实施例4的简图；图62是实施例5的简图；图63是实施例6的简图；图64是实施例7的简图；图65是实施例8的简图。

图66---图76是平移对称类实施例9---实施例19的简图。图66是实施例9的简图；图67是实施例10的简图；图68是实施例11的简图；图69是实施例12的简图；图70是实施例13的简图；图71是实施例14的简图；图72是实施例15的简图；图73是实施例16的简图；图74是实施例17的简图；图75是实施例18的简图；图76是实施例19的立体简图。

图77---图78是旋转对称类实施例21---实施例22的简图。实施例20的简图参见图59（实施例2）；图77是实施例21的简图；图78是实施例22的简图。

图79、图80是旋转对称类实施例。图79实施例23的简图；图80实施例24的简图。

图81---图84是跨尺度对称类实施例25---实施例28的简图。图81实施例25的简图；图82是实施例26的简图；图83是实施例27的简图；图84是实施例28的简图。

图85.1、85.2和图86是双面对称步行并联机器人实施例29、实施例30的简图。图85.1是实施例29的A腿B腿的俯视简图；图85.2是实施例29的A腿和B腿安装固定复位环的俯视简图。图86是实施例30双面步行并联机器人的可调复位环部分的俯视简图。实施例31参见图86。

图87是下游支链合并的反射对称类实施例32的立体简图。图88是下游支链合并的步行并联机器人的实施例33的俯视简图。

标注及符号说明：

多输出运动副标注：多输出运动副输入端（简称输入端）1；多输出运动副运动转换装置（简称转换装置）2，齿轮2.1，伞齿轮2.2，齿条2.3；中介齿轮2.4，平行四边形侧杆2.5，Sarrus机构侧杆2.6，连杆机构2.7；多输出运动副主输出端（简称主输出端）3；多输出运动副的副输出端（简称副输出端）或第一个副输出端用3.1表示，同一个多（双）输出运动副有多个输出端时，分别用3.2、3.3、3.4、3.5表示；同一个分支并联机构，对称多输出运动副的引出点不同时，对称多输出运动副不同，主输出端也不同。主输出端分别用3a、3b、3c表示，对应的副输出端用3a.1、3b.1、3c.1表示。多（双）输出运动副可扩展接口装置（简称接口装置）4，接口连接装置4.1。 平行四边形A种机构5，输出端在一个边上；6、平行四边形B种机构6，输出端在一个转动副上；Sarrus机构7；RHP变运动形式复杂运动副8；PHR变运动形式复杂运动副9；单输入单输出（或双输出）齿轮变方向输出复杂运动副10（如14号副结构）；

实施例标注：11、基本并联机构11；分支并联机构或第一个分支并联机构11.1，第二个分支并联机构11.2，第三个分支并联机构11.3；余类推。基本基础平台12，基本基础平台铰支点用B0标注。基本基础平台只有一个。主支链上的主动副或主动副输入端12a，当主动副都相同时，用12a表示主动副（或主动副输入端）。分支基础平台12.1，多个分支基础平台时，第一个分支基础平台12.1，第二个分支基础平台12.2，第三个分支基础平台12.3；余类推。分支基础平台铰支点用B1、B2、B3,直接标注，多数不标注。主支链13，基本并联机构的主支链不相同时，用左中右区分或用13a标注。分支支链13.1，有多个分支并联机构时，不同分支并联机构上的分支支链用分支支链13.1、分支支链分支支链13.3区分，余类推。同一个分支并联机构的分支支链不相同时，用左中右区分或用13a.1标注。下游主支链或下游主杆件14；基本并联机构的下游主支链不相同时，用左中右区分；或用14a标注。副分支支链或下游分支杆件或下游分支支链14.1；有多个分支并联机构时，副分支支链或下游副分支支链用下游副分支支链14.1，下游副分支支链14.2，下游副分支支链14.3区分，余类推，同一个分支并联机构的副分支支链不相同时，用左中右区分或用14a.1标注。或只说明，不标注。基本动平台15，基本动平台只有一个，分支动平台15.1，有多个分支动平台时，用分支动平台15.1、分支动平台15.2、分支动平台15.3区分，余类推。对称多输出运动副16，可扩展运动副16a，分界运动副16b。同一个分支并联机构，对称多输出运动副的引出点不同时，用16.1,16.2,16.3表示。用于步行并联机器人时，A腿多输出运动副16.4，用于步行并联机器人时，B腿多输出运动副16.5；操作手17；检测传感器或触头18，伺服电动机 19；伺服电动推杆20，

双面步行并联机器人标注：A腿31.1，A腿基本并联机构21.1，A腿分支并联机构21.3，B腿31.2， B腿基本并联机构21.2，A腿基本基础平台22.1，A腿基本基础平台22.1，B腿基本基础平台22.2， B腿基本基础平台22.2，髋关节（两对固连在一起的四个基础平台）23，A腿支链34.1，A腿主支链24.1，B腿支链24.2， B腿主支链34.2，A腿足弓25.1，A腿基本动平台足弓25.1，B腿足弓25.2， B腿基本动平台足弓25.2， A腿足趾26.1，A腿基本动平台足趾26.1，B腿足趾26.2， B腿基本动平台足趾26.2，复位环27；28、连接杆28；29 、弧形杆29；30、收拢机构30；

共用多输出运动副31；当有两个多运动平台并联机器人时，共用多输出运动副用31a、31b表示；共用主输出端32、共用副输出端32.1；共用下游主支链33、共用副分支支链33.1。

具体实施方式

下面结合附图介绍几种典型实施例。包括反射对称类、平移对称类、旋转对称类、滑动反射对称类、跨尺度对称类和其它复合对称类多运动平台并联机器人的典型实施例。

所有实施例中，分支基础平台与基本基础平台对称；所有的副输出端与主输出端对称；副分支支链与下游主支链对称；分支动平台与基本动平台对称，在每一个实施例中都是如此，为节省文字，除几个典型的多运动平台并联机器人和必要的情况外，不再一一赘述。

所有实施例中，多运动平台并联机器人“包括一个基本并联机构11和一个（或多个）分支并联机构11.1。基本并联机构包括基本基础平台12、主支链13和基本动平台15。分支并联机构包括分支基础平台12.1、分支支链13.1和分支动平台15.1。”括号内的这句话，以及标注的引用，在所有的实施例中，都是相同的，为节省文字，除几个典型的实施例外，不再一一引用和说明。

主支链上的广义运动副，按照从下往上的顺序编号。当给定主支链时，运动副及其编号随之确定，主动副及主动副输入端也随之确定。例如，只要说明“主支链是RUS支链”,则等同于说“第一广义运动副是转动副、第二广义运动副是虎克铰、第三广义运动副是球副”，同时也指明，“主动副是转动副，是简单运动副”。如果有复杂运动副，则把复杂运动副放在小括号内，小括号内的第一个字母就是输入端。如果这个复杂运动副是第一个运动副，则小括号内的第一个字母就是主动副输入端。例如，支链（RGR）RR的第一个广义运动副是（RGR），其输入端是左侧的转动副。这是不言而喻的。故除必要外，不一一指明第一广义运动副、第二广义运动副、第三广义运动副，也不一一指明主动副或主动副输入端等。

说明过程，每一类重点说明一个或两个实施例。例如，对实施例1、实施例7、实施例17、实施例19均作了较详细说明。其余实施例仅作简单说明。

实施例中，用到的字母符号意义如下： P表示移动副，R表示主动副或转动自由度，T表示转动自由度，H表示螺旋副，U表示虎克铰，U*表示纯平移万向铰，S表示球副。部分附图中的字母字母符号意义与此相同。附图中的B0表示基本基础平台，B1、B2、B3表示不同的分支基础平台。

（一）反射对称类实施例（例1---8）

实施例1

实施例1(图58)是第一种基本并联机构是3-RRR（2T1R）的反射对称类平面多运动平台并联机器人。包括一个基本并联机构11和一个分支并联机构11.1。基本并联机构11包括基本基础平台12、主支链13和基本动平台15。分支并联机构11.1包括分支基础平台12.1、分支支链13.1和分支动平台15.1。基本基础平台12是直线型基础平台B0B0B0，基本基础平台平面在基本并联机构的平面内。

基本并联机构11位于图中点划线上方。基本并联机构11的结构如下：基本基础平台12是直线型基础平台，基本基础平台平面在并联机构的平面内。主支链13为RRR支链，基本动平台15是线段动平台。主支链13的第一个广义运动副是转动副R，这个转动副是主动副12a，第一个广义运动副是双输出运动副16（参见1号副，图1），双输出运动副16的主输出端3连接下游主支链14。下游主支链14是RR支链。下游主支链连接基本动平台15。

分支并联机构11.1位于图中点划线下方。分支并联机构的结构如下：分支基础平台12.1与基本基础平台12是反射对称（也可看作是恒同对称）。分支支链13.1为RRR支链，副分支支链14.1是RR支链。副分支支链14.1与下游主支链14结构是相同的，二者是对称的。双输出运动副16的副输出端3.1连接副分支支链14.1。副输出端3.1与主输出端3反射对称。分支动平台15.1是线段动平台。分支动平台15.1与基本动平台15反射对称。

实施例2

实施例2(图59)是第一种基本并联机构是3-PRR（2T1R）的反射对称类平面对称双平台并联机器人。与实施例1的区别主要是第一个广义运动副不同，前者是转动副 ，后者是移动副。前者转动副轴线垂直于基础平台平面 ，后者移动副轴线在基础平台平面内。实施例2的特点是主动副12.1轴线重合，主动副由三个动配合套在一起的方管组成。最小的方管是右侧支链的主动副12a，它的两端支撑，形成一个移动副，最小的方管的右侧上下两个侧面有两个输出端3,3.1，两个输出端反射对称；中间的方管较短，套在最小的方管外面，中间的方管是中间支链的主动副，它的右侧上下两个侧面有两个输出端3,3.1，两个输出端反射对称；最大的方管最短，套在中间的方管外面，中间的方管是左侧支链的主动副，它的右侧上下两个侧面有两个输出端3,3.1，两个输出端反射对称。三个方管轴线上方的三个主输出端3连接三个下游主支链14（RR支链），三个下游主支链14连接一个基本动平台15。三个方管轴线下方的三个副输出端3.1连接三个副分支支链14.1（RR支链），三个副分支支链14.1连接一个分支动平台15.1。分支动平台15.1与基本动平台15反射对称。其余参见实施例1，不赘述。

实施例3

实施例3(图60)是第二种主支链13全部为RRR支链的反射对称类平面多运动平台并联机器人。实施例3可以看做是实施例1的变异。与实施例1比较，二者的主要差别是双输出运动副不同。前者是图1所示的圆规型反射对称双输出运动副，后者是图5所示的直杆型反射对称双输出运动副。由双输出运动副不同带来的结构变化是下面的分支并联机构向右平移了一段距离。其余参见实施例1，不赘述。

实施例4

实施例4(图61)是第三种主支链13全部为RRR支链的反射对称类平面对称多运动平台对称并联机器人。也可以看做是实施例1的变异。与实施例1比较，二者的主要差别是双输出运动副不同。前者用的是1号副，后者用的是48号恒同对称副（图48），动平台是两点式线段动平台。本例与实施例1运动过程中的对称是不相同的。其余参见实施例1，不赘述。

实施例5

实施例5(图62) 是一种支链全部为PRR支链的反射对称类平面对称多平台对称并联机器人。可以看做是实施例2的变异。与实施例2比较，二者的主要差别是双输出运动副安装方式不同，主动副轴线布置不同。前者是移动动副轴线重合，输出端左右运动 ，后者的移动副轴线相互平行，输出端上下运动。左侧相邻的两个支链为倒V形支链组，通过一个复合铰与动平台连接。三点线段动平台变为两点线段动平台，但二者在功能上无差别，故不加区别。本例与实施例1运动过程中的对称是不相同的。其余结构参见实施例2，不赘述。

实施例6

实施例6(图63)是一种基本并联机构为1-（RP）RR&1-PRR&1-RRR（2T1R）的反射对称类平面多运动平台并联机器人。这是一个主支链各不相同的实施例。包括一个基本并联机构和一个分支并联机构。基本并联机构包括基本基础平台12、主支链13和基本动平台15。分支并联机构包括分支基础平台12.1、分支支链13.1和分支动平台15.1。其基本并联机构11位于图中点划线上方。基本基础平台12是直线型基础平台，基本基础平台平面在基本并联机构的平面内。左侧的主支链（RH）RR中的（RH）是一个由转动副和螺旋副组合而成的复杂运动副，（RH）是主动副12a，（RH）中转动副是主动副输入端，其轴线在基本基础平台平面内。复杂运动副（RH）是双输出运动副，主输出端是3，副输出端3.1。主输出端与副输出端反射对称。其主输出端3.1连接下游主支链14。下游主支链14是RR支链。副输出端3.1连接下游分支支链（副分支支链）14.1。下游分支支链14.1是RR支链。主支链上游部分是RH复杂运动副，分支支链的上游部分也是复杂运动副RH副。

图63中间的主支链PRR与实施例2中的主支链相同，参见实施例2。图63右侧的主支链RRR与实施例1中的主支链相同，参见实施例1。

实施例7

实施例7(图64) 是一种基本并联机构为6-RSS（3T3R）的反射对称类空间多运动平台并联机器人。包括一个基本并联机构11和一个分支并联机构11.1。基本并联机构11在图64的上方，分支并联机构11.1在图64的下方。

基本并联机构包括基本基础平台12、主支链13和基本动平台15。基本基础平台12是平面六边形基础平台，六个主支链13RSS支链连接一个基本动平台15。基本动平台15是平面六边形运动平台。主支链13中的转动副是主动副12a。主动副12a的轴线与基本基础平台12平面垂直，均布在基本基础平台12正六边形的六个顶点上。转动副R是双输出运动副16，也是分界运动副和可扩展运动副，双输出运动副16是同向运动对称类双输出运动副（参见4号副，图4）。主输出端3连接下游主支链（SS支链）14，下游主支链连接基本动平台15。

分支并联机构包括分支基础平台12.1、分支支链13.1和分支动平台15.1。

分支基础平台12.1与基本基础平台12反射对称。双输出运动副16的副输出端3.1，连接副分支支链14.1。副分支支链也是SS支链。双输出运动副16的两个输出端关于基础平台平面反射对称。分支动平台15.1是与基本动平台15全等的六角形动平台。分支动平台15.1与基本动平台14反射对称。基础平台平面的下方是反射对称的分支并联机构11.1。六个分支支链13.1连接一个分支动平台15.1。分支动平台15.1与基本动平台15是反射对称关系。

实施例8

实施例8(图65) 是一种主支链为PSS的反射对称类空间多运动平台并联机器人。其基本并联机构11是6-PSS（3T3R）空间六自由度并联机构。

基本基础平台12是平面基础平台，六个主支链13（PSS支链）连接一个基本动平台15。基本并联机构位于基本基础平台平面的上方，移动副P是主动副，主动副12a的轴线在基本基础平台12平面上，轴线呈Y形（星形），Y形的三个分支上，每个分支有两个移动副，一个在内侧，一个在外侧。每个移动副有两个输出端，上面一个是主输出端3，下面一个是副输出端3.1。两个输出端反射对称。基础平台平面的上方，有六个主输出端3，外侧的三个主输出端与三个下游主支链14连接。三个下游主支链14连接到基本动平台15三角形的顶点上。内侧的三个主输出端与三个下游主支链连接，然后，三个下游主支链通过一个复合球副与基本动平台15连接，复合球副位于基本动平台15三角形的中心。

基本基础平台12平面的下方，有六个副输出端3.1，外侧的三个副输出端3.1与三个副分支支链14.1连接。三个副分支支链14.1连接到分支动平台15三角形的顶点上。内侧的三个副输出端与三个副分支支链14.1连接，然后，三个副分支支链14.1通过一个复合球副与分支动平台15.1连接，复合球副位于分支动平台15.1三角形的中心。

六个分支支链13.1连接一个分支动平台。分支动平台与基本动平台反射对称。基础平台平面的下方是反射对称的分支并联机构。分支动平台与基本动平台是反射对称关系。两个并联机构反射对称。

（二）、平移对称类多平台对称并联机器人的实施例（例9-19）

实施例9

实施例9(图66)，其基本并联机构是3-RRR（2T1R）平面并联机构。包括一个基本并联机构11和一个分支并联机构11.1。基本并联机构在图66的下方。分支并联机构在图66的上方。所有转动副轴线都垂直于基础平台平面。

基本并联机构包括基本基础平台12、主支链13和基本动平台15。基本基础平台12是在平面并联机构平面内的三角形基础平台（三角形B0B0B0），主支链13是RRR支链，第一个转动副是主动副12a，第一个转动副是可扩展运动副16a，引出一个输出端后变为双输出运动副16。主输出端3连接下游主支链14，三个主动副轴线垂直于基础平台12平面。主动副由伺服电机19驱动。基本动平台12是三角形动平台。基本基础平台三角形较大，基本动平台15三角形较小。

分支并联机构11.1包括分支基础平台12.1、分支支链13.1和分支动平台15.1。所有的转动副轴线都垂直于基础平台12平面。分支基础平台12.1是三角形基础平台（三角形B1B1B1），与基本基础平台12平移对称，主支链13是RRR支链，第一个转动副是多输出运动副16，主输出端3与副输出端3.1平移对称。主输出端3.1连接下游分支支链14.1，下游分支支链14.1与下游主支链14相同，都是RR支链。分支动平台15.1是三角形动平台，分支动平台15.1与基本动平台15平移对称。平移的方向在转动副的轴线上。平移的方向是垂直于基础平台平面（向上）。

实施例10

实施例10（图67） 是实施例9的改型。实施例9的多输出运动副是第一个广义运动副，下游主支链和副分支支链都是RR支链，这个副分支支链是大分支支链。实施例22 的多输出运动副16是第二个广义运动副，下游主支链14和副分支支链都是R支链，这个副分支支链是中等分支支链。基本并联机构11在图67的下方。分支并联机构11.1在图67的上方。

实施例11

实施例11（图68） 是实施例9的另一种改型。实施例9的多输出运动副是第一个广义运动副。实施例11的多输出运动副16是第三个广义运动副，下游主支链14和副分支支链14.1都是一个杆件，杆件同动平台连接在一起。这个副分支支链14.1是小分支支链，是一个杆件（图中直接与动平台连接）。基本并联机构在图68的下方。分支并联机构在图68的上方。

实施例9、10、11，都是平移类对称多平台平面并联机构。三个实施例的差别是多输出副的位置不同，分支支链的引出点不同。由实施例9、10、11，还可演变得到另外一种多运动平台并联机器人。由一个主支链上的第一个运动副引出一个副分支支链（大分支支链），由另一个主支链上的第二个运动副引出一个副分支支链（中等分支支链），由最后一个主支链上的第三个运动副引出一个副分支支链（小分支支链），三个分支支链连接一个分支动平台，生成一个分支并联机构。这个对称多平台平面并联机器人结合了实施例9、10、11的不同的结构特点。

实施例12

实施例12(图69)是一个基本并联机构有三个分支并联机构的例子。主支链上的三个运动副都是可扩展运动副，都是多输出运动副，都有支链引出。这是实施例9、10、11集成的结果。三个分支并联机构与基本并联机构平移对称。

基本并联机构是第二个平面并联机构11，最下面的是分支并联机构11.1，其多输出运动副16.1由主支链的第一个运动副引出，主支链13与分支支链13.1结构相同，平移对称。下游主支链14与副分支支链14.1结构相同，平移对称。

最上面的分支并联机构11.2，其多输出运动副16.2由主支链的第二个运动副引出，下游主支链14是R支链，副分支支链14.2也是R支链，二者平移对称。二者共用上游主支链。

第三个分支并联机构11.3，其多输出运动副16.3由主支链的第三个运动副引出，下游主支链是一个杆件，直接与分支动平台固连在一起。副分支支链14.2是一个杆件，与下游主支链平移对称。二者共用上游主支链。

本例图中靠上边的两个平面并联机构与基本并联机构共用一个基本基础平台。

本例图中靠下边的两个平面并联机构的标注，互换一下，那么，上面的两个分支并联机构就是由第一个分支并联机构生成的。即本例中的第一个分支并联机构11.2可以作为生成元生成新的的分支并联机构。这是由对称的传递特性决定的。

在上述平移的方向上，还可以生成更多的分支并联机构。

实施例13

实施例13(图70)是第一种基本并联机构是3-PRR（2T1R）的平移对称类平面对称双运动平台并联机器人。包括一个基本并联机构11和一个分支并联机构11.1。基本并联机构包括基本基础平台12、主支链13和基本动平台16。分支并联机构包括分支基础平台12.1、分支支链13.1和分支动平台15.1。

基本并联机构位于图70的左侧。基本并联机构的结构如下：基本基础平台12是直线型基础平台，基本基础平台平面在并联机构的平面内。主支链13为PRR支链，基本动平台15是线段动平台。支链PRR的第一个广义运动副是移动副P，这个移动副是主动副，主动副轴线重合，第一个广义运动副是双输出运动副16（参见图21），双输出运动副16的主输出端3连接下游主支链14。下游主支链14是RR支链。下游主支链连接基本动平台15. 基本动平台是线段动平台，图70的左侧是基本并联机构。图70的右侧是平移对称的分支并联机构。

实施例13的主动副与实施例2的主动副相同，由三个动配合套在一起的方管组成，具体结构参见实施例2（图59）。主动副的平移对称变换是这样实现的：三个方管，基本并联机构上最小的方管与分支并联机构上的方管在中间部分直接连接，形成一个整体，两端支撑，可同步移动；基本并联机构上中间的方管与分支并联机构上的中间的方管通过不安装输出端的两个侧面连接（图中未画出），于是，中间的方管形成一个整体，同步移动；基本并联机构上最大的方管与分支并联机构上的最大的方管通过不安装输出端的两个侧面连接（图中未画出），于是，最大的方管形成一个整体，可以同步移动。

分支并联机构的结构如下：分支基础平台12.1与基本基础平台12是平移对称。分支支链13.1为PRR支链，副分支支链14.1是RR支链。副分支支链14.1与下游主支链是相同的。双输出运动副16的副输出端3.1连接副分支支链14.1。副输出端3.1与主输出端3反射对称。分支动平台15.1是线段动平台。分支动平台与基本动平台平移对称。

实施例14

实施例14（图71）是另一种基本并联机构（生成元）为3-PRR（2T1R）的平面并联机构。实施例14本质上与实施例13是相同的。差别在于实现主动副轴线重合的方法不同。图71的左下侧并联机构是基本并联机构，右上侧并联机构是分支并联机构。三个主动副的结构是这样的：图中下部的三个移动副由五个圆柱副构成。中间的圆柱副作为一个移动副，另外两个移动副是两个平行的圆柱副构成，其轴线是两个圆柱副的对称轴。最外侧的两个圆柱副，在基本并联机构一端，各有一个与圆柱副轴线垂直且共线的转动副，两个同轴线的转动副和一个杆件连接在一起，形成一个移动副。另外两个圆柱副，在基本并联机构一端，各有一个与圆柱副轴线垂直且共线的转动副，两个同轴线的转动副和一个杆件连接在一起，形成一个移动副。其余参见实施例2。

实施例15

实施例15（图72）是一种基本并联机构为3-（RGR）RR（2T1R）并联机构的多运动平台对称平面并联机构，图72的左侧是基本并联机构。这是实施例9的改形。实施例9的基本并联机构是3-RRR（2T1R）并联机构，它的主动副轴线与基本基础平台平面垂直。实施例15的变化是，主支链的第一个运动副由原来的简单运动副（转动副）变为复杂变方向运动副（RGR）（参见25号副），（RGR）的括号表示是括号内的机构是一个运动副，是一个整体。主支链输入端的轴线由原来的垂直于基础平台平面变为与基础平台平面重合且相互平行。这样，可以在基本基础平台平面上作平移变换，生成平移对称分支并联机构。

基本基础平台12是三角形基础平台，主支链13为（RGR）RR，基本动平台15是较小的三角形动平台。第一个广义运动副是一个正交变方向多输出复杂运动副（RGR）（参见图25），输入端轴线与输出端轴线垂直，其输入端是主动副12a。三个主动副的输入端轴线都在基本基础平台12平面内，且相互平行。正交变方向复杂运动副（RGR）的输出端相互平行且垂直于基础平台平面，主输出端3连接下游主支链14， 下游主支链14连接基本动平台15。分支并联机构11.1是基本并联机构11 在转动副轴线上的平移变换，详见图72，不再赘述。实施例15可以同实施例9、10、11结合，实现两个方向的平移变换。形成更多的不同方向的平移对称分支并联机构。

实施例16

实施例16（图73）是一种基本并联机构为3-（RGR）(4S）（3T0R）空间并联机构、有两个分支并联机构的多运动平台并联机器人。这个基本并联机构11实际上是改进的Delta机构。原来的Delta机构第一个运动副轴线与一个三角形的边重合，可作为反射对称的基本并联机构，结构综合得到反射对称双平台并联机器人。但不能作平移对称变换。把原来的Delta机构第一个运动副（转动副）变为复杂变方向运动副（RGR），复杂变方向运动副（RGR）的输入端轴线相互平行，输出端轴线与原来的Delta机构的输入端轴线重合，原来的Delta机构结构不变。则改变后的Delta机构可以做本例中平移对称变换的基本并联机构。

图73的下方是基本并联机构（3-(RGR)(4S)）11。第一个广义运动副是一个多输出复杂变方向运动副（RGR）16，参见24号副，图24。复杂变方向运动副（RGR）16是主动副。主动副的输入端12 a轴线平行于基础平台12平面，且相互平行。复杂变方向运动副（RGR）输入端轴线延长，在此轴线方向上作平移对称变换，生成一个副输出端3.1，每一个复杂变方向运动副（RGR）都做相同的平移对称变换，生成三个副输出端3.1，三个副输出端连接一个Delta机构，这个Delta机构连同副输出端3.1所在的复杂变方向运动副形成一个分支并联机构11.1（图73中间的并联机构），分支并联机构11.1与基本并联机构11平移对称。按照第一个分支并联机构11.1的生成方法，作相同的平移变换，得到第二个分支并联机构11.2。

图73中有三个并联机构，一个基本并联机构，两个分支并联机构。这三个并联机构同时作为生成元，作反射变换，会得到三个新的分支并联机构。这样，就得到一个有5个分支并联机构的多运动平台并联机器人。

实施例17

实施例17(图74)是第一种基本并联机构为6-PSS（3T3R）的反射对称类空间多运动平台并联机器人。其基本并联机构是6-PSS（3T3R）空间并联机构。包括一个基本并联机构11和两个分支并联机构11.1。基本并联机构11在图74的下方，两个分支并联机构11.1在图74的中间和上方。

基本并联机构11包括基本基础平台12、主支链13和基本动平台15。分支并联机构包括分支基础平台12.1、分支支链13.1和分支动平台15.1。

基本基础平台12是平面基础平台，主支链13是 PSS支链，六个主支链13（PSS支链）连接一个基本动平台15。基本动平台15是三角形动平台，P副是主动副，主动副轴线在基础平台平面内，且相互平行。基本并联机构11位于基本基础平台平面的上方，主动副的轴线在基本基础平台12平面内，六个主动副轴线相互平行（不重合）。移动副是主动副，主动副由伺服电动推杆20驱动，主动副是双输出运动副16，双输出运动副16是同向运动平移对称类双输出运动副（参见图 21）。一个是主输出端3，连接下游主支链14，下游主支链是SS支链，下游主支链连接基本动平台15。

分支并联机构的说明，以中间的分支并联机构11.1为例。

分支基础平台12.1是平面基础平台，与基本基础平台平移对称。分支支链13.1是PSS支链，分支支链与主支链相同，分支支链连接分支动平台13.1，分支动平台是三角形动平台。主动副轴线在基础平台平面内，且相互平行。双输出运动副16的副输出端3.1与主输出端3平移对称，副输出端连接副分支支链13.1。副分支支链也是SS支链。六个分支支链13.1连接一个分支动平台15.1。分支动平台15.1是与基本动平台15全等的三角形动平台。分支动平台15.1与基本动平台15平移对称。

实施例17有两个分支并联机构，图74的上方也是平移对称的分支并联机构11.2。生成方法和结构与图74中间的分支并联机构相同，不再赘述。

实施例18

实施例18(图75)， 实施例18的基本并联机构11是6-RSS（3T3R）空间并联机构。基本基础平台12是平面六边形基础平台（B0B0B0B0B0B0），主支链13是 RSS支链，基本动平台15是平面三角形动平台，R副是主动副12a，主动副轴线在基础平台平面内，且相互平行。R副是多输出运动副，输出端平移对称。图75的左侧、基本基础平台水平平面之下是基本并联机构11。图75的右侧、基础平台水平平面之下是分支并联机构11.1。分支基础平台也是平面六边形基础平台（B1B1B1B1B1B1）。图中基本的标注如前相同，结构参考实施例17，不再赘述。

实施例19

实施例19（图76）的基本并联机构是4-PSS&1-PU*U的5自由度（3T2R）卧式并联机床机器人。主支链有两种，一种是PSS支链，另一种是PU*U支链。基本基础平台12是平面基础平台。主支链13分别为四个PSS支链13和一个PU*U支链13a。主动副12a是移动副。主动副的轴线相互平行且在一个平面内。PU*U支链的移动副位于其它四个主动副的中间。主动副轴线与基本基础平台平面共面。移动副是平移类多输出运动副16，基本动平台15是五边形动平台。图的左下方是基本并联机构11。图的右上方是分支并联机构11.1。分支并联机构上中间的分支支链是PU*U分支支链13a.1和副分支支链14a.1。基本动平台上安装有传感器或触头18，用于感知和检测零件边界。分支动平台上安装有操作手17。基本并联机构与分支并联机构平移对称。图中基本的标注与前相同，不赘述。这是一个仿形并联机床机器人，也可作安全并联机床机器人。

沿着主动副的轴线方向，继续实施平移对称变换，可得到更多的分支并联机构，生成具有更多分支并联机构的平移多运动平台并联机器人。

（三）、旋转对称类多平台对称并联机构的实施例（例20-23）

实施例20

实施例20(参见图59)是一个基本并联机构为3-PRR（2T1R）平面并联机构。基本并联机构与实施例2完全相同。实际上，实施例2也是一种旋转对称类多运动平台并联机器人，由基本并联机构绕移动副轴线转动180度得到。本例再增加一个分支并联机构，在每一个方管的同一个侧面上，与原来的输出端旋转90度对称的地方，引出一个新的副输出端，三个副输出端上连接副分支支链，三个副分支支链连接一个分支动平台，分支动平台与基本动平台旋转对称。得到一个新的分支并联机构，新的分支并联机构与基本并联机构旋转对称。与原来的分支并联机构一起，生成一个有两个分支并联机构的对称三运动平台并联机器人。

实施例21

实施例21（图77）的基本并联机构是3-PRR（2T1R）平面并联机构。与实施例14（图71）的生成元是相同的。实施例21是在实施例14的基础上变形得到的。实施例21是这样得到的：1、实施例14的移动副轴线延长，再增加两个同样的分支并联机构11.2 ,11.3，加上原来的一个分支并联机构11.1，变为一个对称四运动平台并联机器人。相邻两个并联机构的距离是πD/4, 移动副轴线的长度是πD。在基础平台平面的下面作一垂直于主动副轴线的直线Oa，以这条直线为轴，把基础平台平面围成一个半径是D/2的圆柱，五个圆柱副轴线连接成为五个圆环。四个并联机构位于圆柱的外侧。得到一个旋转对称的多运动平台并联机器人。四个并联机构，一个占据90 度扇形空间。图77是实施例21沿轴线Oa方向的视图。

实施例22

实施例22（图78）的基本并联机构是6-PSS（3T3R）并联机构。实施例22由实施例17变化得到。实施例17的主动副轴线再延长，再增加三个分支并联机构，共有六个并联机构。相邻两个并联机构的距离是πD/6, 移动副轴线的总长度是πD。在六个移动副的一侧，作一垂直于基础平台平面的直线，以这条直线为轴，把内侧的移动副轴线围成一个半径是D/2的圆，其它五个移动副轴线也围成为五个圆。六个圆之间保持原来轴线平行时的距离。得到一个旋转对称的对称六平台并联机器人。六个并联机构位于六个扇形区间内。六个并联机构，一个占据60度的扇形空间。图78是实施例22的俯视图。变化后，基础平台仍然是一个平面平台，基础平台平面上，主动副轴线变为圆环形（图），六个圆同心，六个圆环都在基础平台平面内，六个圆环半径各不相同，每个圆环都支承在各自的滑道上。圆环分为六个扇形区，一个扇形区占据60度。右上角扇形区是基本并联机构，其它扇形区是分支并联机构。

实施例22也可以用图40所示的40号副得到。六个圆环变为六个正六边形。

实施例22的生成元也可以变为6-RSS并联机构。双输出运动副用图36所示的36号副代替。

（四）、滑动反射对称类多平台对称并联机构的实施例（例23,24）

实施例23

实施例23（图79） 的基本并联机构是3-PRR平面并联机构，与实施例13的基本并联机构相同。实施例23由实施例13变换得到：图70右侧的分支并联机构作一个发射对称变换，右侧的分支并联机构变到轴线的下方，不保留右上方的原来的分支并联机构，就得到一个滑动反射对称类多运动平台并联机器人。标注参考实施例13。

实施例24

实施例24（图80）：实施例24的 基本并联机构是6-PSS空间并联机构。，实施例24由实施例17（参见图74）变换得到：中间的分支并联机构作一个反射对称变换，中间的分支并联机构变到基本基础平台的上方，不保留原来的分支并联机构，取消图最上方的分支并联机构11.2，得到一个滑动反射对称类多运动平台并联机器人。

（五）、跨尺度多运动平台并联机器人实施例（例25-28）。

实施例25

实施例25(图81)的基本并联机构是3-RRR（2T1R）平面并联机构，基本基础平台12是在平面并联机构平面内的三角形基础平台，主支链13是RRR支链，第一个转动副是主动副12a，三个主动副轴线垂直于基本基础平台平面，主动副轴线过基本基础平台三角形B0B0B0的顶点，基本动平台15是三角形动平台。基本动平台的三角形较小，基本基础平台三角形较大。

第一个转动副是双输出运动副16，是反射对称类双输出运动副（参见5号副图5），两个输出端在一条直线上，反射对称，内侧是主输出端3，外侧是副输出端3.1，两个输出端的尺度不同（相同也是可行的）。内侧小三角形动平台是基本动平台12，外侧的大三角形动平台是分支动平台15.1，分支动平台三角形最大。基本基础平台12与分支基础平台12.1恒同对称。

为了结构上不相互干扰，基本基础平台、基本动平台、分支动平台布置在三个相互平行的平面上，基本基础平台居中，基本动平台和分支动平台居两侧。基本动平台与分支动平台跨尺度对称。

实施例26

实施例26(图82)的基本并联机构是3-RRS（1T2R）空间并联机构，基本基础平台12是三角形基础平台，主支链13是RRS支链，第一个转动副是主动副，三个主动副轴线在基本基础平台B0B0B0平面内，三个主动副轴线与基础平台三角形的边分别平行，三个主动副轴线之间的夹角是120度，基本动平台12是三角形动平台。

多输出运动副16是反射对称类移动副（参见2号副图2），两个输出端反射对称。主输出端3在基础平台三角形的内侧，副输出端3.1在基本基础平台三角形的外侧。基本基础平台12与分支基础平台12.1恒同对称。基本基础平台平面上面的小三角形动平台是基本动平台15，基本基础平台平面上面的大三角形动平台是分支动平台15.1。副分支支链与下游主支链跨尺度对称；分支动平台与基本动平台跨尺度平移对称。分支并联机构与基本并联机构跨尺度平移对称。

实施例27

实施例27(图83)的基本并联机构是6-RSS（3T3R）空间并联机构，基本基础平台12是平面正六边形基础平台，主支链13是RSS支链，第一个转动副是主动副，六个主动副轴线在基础平台平面内，六个主动副轴线分别与基础平台正六边形的六个边重合，基本动平台15是三角形动平台。

多输出运动副16是反射对称类转动副（参见5号副，图5），两个输出端在一条直线上，反射对称，主输出端3在基础平台六边形内侧，副输出端3.1在基本基础平台12六边形外侧，两个输出端的尺度不同（相同也可形成跨尺度多运动平台并联机器人），基本基础平台12与分支基础平台12.1恒同对称。六个主输出端分别连接六个下游主支链（SS支链），基本基础平台平面上面的小三角形动平台是基本动平台15，下游主支链连接一个基本动平台。

分支并联机构11.1位于基本基础平台12的下方。基本基础平台15平面下面的大三角形动平台是分支动平台15.1。六个副输出端分别连接六个副分支支链（SS支链），副分支支链14.1连接一个分支动平台15.1。副分支支链与下游主支链跨尺度对称；分支动平台15.1与基本动平台15跨尺度反射对称。

初始位置，主输出端和副输出端都在基础平台平面内。分支动平台与基本动平台跨尺度反射对称，分支并联机构与基本并联机构跨尺度反射对称。

实施例28

实施例28(图84)的基本并联机构是3-PRS（1T2R）空间并联机构.结构与实施例26相近。差别是双输出运动副不同。实施例26用的是2号副， 实施例28用的是26号副，基本基础平台12是三角形基础平台（图84中的黑色三角形），主支链13是PRS支链，移动副是主动副12a，三个主动副轴线在基础平台平面内，三个主动副轴线呈Y形，三个主动副轴线之间的夹角是120度，基本动平台12是三角形动平台。

多输出运动副是跨尺度平移对称类移动副（参见26号副，图26），两个输出端跨尺度平移对称。为表达清楚、简单，图中用一条直线串联两个矩形表示26号副。三个主输出端分别位于一个正三角形的三个顶点上，三个副输出端也分别位于一个正三角形的三个顶点上，副输出端三角形最大，主输出端三角形次之，基本基础平台三角形最小。三个三角形共面。三个主输出端3分别连接三个下游主支链14，三个下游主支链14连接一个基本动平台15；三个副输出端3.1分别连接三个副分支支链14.1，三个分支支链13.1连接一个分支动平台15.1。副分支支链与下游主支链跨尺度对称；基本基础平台与分支基础平台恒同对称。基本基础平台平面上面的小三角形动平台是基本动平台15，基本基础平台平面上面的大三角形动平台是分支动平台15.1。分支动平台与基本动平台跨尺度平移对称。分支并联机构与基本并联机构跨尺度平移对称。

（六）步行并联机器人实施例（例29-31）

实施例29

实施例29（图85.1、图85.2）是一个带有固定复位环的双面步行并联机器人。包括两个反射对称双运动平台并联机器人（一个称为A腿，一个称为B腿）和一个复位环。A腿21.1是一个反射对称双运动平台并联机器人，B腿21.2也是一个反射对称双运动平台并联机器人。A腿和B腿，都有一个基本并联机构，两个基本并联机构都是6-PSS并联腿机构。移动副是主动副和双输出运动副，主输出端与副输出端反射对称。A腿的双输出运动副是16.4，B腿的双输出运动副16.5。主动副轴线与各自的六边形的边重合。

两个基本并联机构位于基本基础平台平面的同侧。由于基本基础平台同一侧的两个并联机构与另一侧的两个并联机构是反射对称的，为简便起见，只介绍基本并联机构一侧的两个并联腿机构。位于基本基础平台同一侧的两个并联机构构成一个步行并联机器人。

A腿的基本基础平台是一个较小的正六边形，B腿的基本基础平台是一个较大的正六边形。两个正六边形在一个平面上，且同心，两个正六边形的边相互平行。图85.1中，较小的正六边形22.1内是A腿，较大的正六边形22.2外是B腿。两个正六边形在顶点处固连在一起，构成髋关节23。较大正六边形的边长就是髋关节的半径Rc。

A并联腿机构较大，B并联腿机构较小，较小的一个在较大的一个的里面（图85.1）。动平台就是足弓，每一个动平台足弓上都有三个足趾。三个足趾分别位于各自的等边三角形的顶点上。A腿的基本动平台就是A足弓，A足弓较小，为Y形凸足弓25.1，足弓上有足趾26.1；B腿的基本动平台就是B足弓，B足弓较大，为环形外展式凸足弓25.2，足弓上有足趾26.2。图中Ra是外腿上三个足趾26.2的外接圆半径，Rb是内腿上三个足趾26.1的外接圆半径。Ra大于等于Rb。

两个分支并联机构与各自的基本并联机构反射对称。对称平面是基础平台平面。

复位环27通过连接杆28安装在髋关节23上（图85.2）。复位环27与髋关节23有一个共同的中心。

位于基本基础平台另一侧的两个分支并联机构构与此相似，不作赘述。

复位环的半径推荐如下3组数据。每一组数据的复位环半径都大于髋关节半径。带有固定复位环的双面步行并联机器人适合用于双面步行并联机器人高度较小的情况。

第一组：足趾三角形的外接圆半径都是50厘米。足弓伸出最长时，足趾到基础平台平面的距离是30厘米，双面机器人的整体最小高度约为40厘米，复位环半径是63厘米。在各种侧立状态下，步行机器人都能恢复直立状态。

第二组：足趾三角形的外接圆半径都是50厘米。足弓伸出最长时，足趾到基础平台平面距离是30厘米，如果复位环半径是63厘米，则在最坏的情况下，步行机器人也能恢复直立状态。如果复位环半径是50厘米（最小值），这种结构，当步行机器人侧立时，并联腿机构适当缩短，步行机器人才能恢复直立状态。恢复直立状态的能力较弱，但是结构小巧，通过能力较强。

第三组：足趾三角形的外接圆半径是50厘米。足弓伸出最长时，基础平台平面到足趾的距离小于26厘米，双面机器人的整体最小高度约为36厘米，则复位环半径只要取最小值50厘米，则在各种情况下，步行机器人都能恢复直立状态。这种尺寸布局，结构小巧，且恢复直立状态的能力较强和具有较好的通过能力。

具有固定复位环的双面步行并联机器人，如果外腿足弓用Y形凸足弓，则机构会更为紧凑。

实施例30

实施例30（图86,局部视图）是一个带有可调复位环的双面步行并联机器人。

复位环由三段弧形杆29组成，弧形杆的两端有槽，槽的方向是圆的切线方向。三个弧形杆之间有重叠。基础平台与复位环之间用三个CR串联机构30连接。CR串联机构30的圆柱副连接在髋关节23上，转动副连接在弧形杆29的槽上，转动副与两个相邻的弧形杆上的槽动配合，转动副可以在弧形杆上的槽内滑动，三个弧形杆29连接成一个圆。复位环的结构见图86。图86中，没有画出两个腿的详细结构，为简单起见，用两个六边形表示髋关节及并联腿机构。

当CR串联机构的圆柱副伸到最长时，复位环成圆形，这时，复位环有两个作用。1、当侧立时，能够使步行并联机器人，恢复正常直立状态（或倒立状态），2、当侧立且不能恢复正常直立时，可以作为滚动环用。当CR串联机构的圆柱副伸到最短时，复位环收缩变小，这时步行机器人有较佳的通过能力。

下面给出一组复位环的参考尺寸：足趾三角形的外接圆半径都是50厘米。足弓伸出最长时，基础平台平面到足趾的距离是40厘米，复位环最大半径是92厘米，则在各种情况下，步行机器人都能恢复直立状态。复位环收拢后，最小半径约为53厘米. 最小半径时.机器人仍然具有一定的复位能力。即在并联腿机构最短时，步行机器人才具有恢复直立状态的能力。

可调复位环的双面步行并联机器人，建议用于整体高度较大的情况。由于复位环具有收拢能力，兼顾了通过能力和复位能力。可制造具有较大的结构尺寸的步行并联机器人，对提高步行速度和增大载物空间都有益处。

实施例31

实施例31：将实施例30略作改动，形成实施例31。在实施例30中，把连接复位环与髋关节的CR串联机构变为RR串联机构。转动副轴线垂直于基础平台平面。与基础平台连接的转动副是驱动副，驱动副转动可以收拢复位环。其余参考实施例30。

(七)下游支链合并的对称双平台并联机器人实施例（实施例32-33）。

实施例32：实施例32的基本并联机构以Ben-Horin提出的6自由度并联机构为原型。Ben-Horin 6自由度并联机构有三个支链，每个支链由一个平面二自由度小车和一个SR支链串联组成。本文中，平面二自由度小车由二平移自由度平面并联机构代替。例如，用(2-RR>R)(“>”表示两个支链合二为一)代替二自由度小车代替二自由度小车的平面并联机构称为二自由度平面机构。本实施例，用(2-RR>R)代替平面二自由度小车。(2-RR>R)支链在基础平面平面上，所有转动副轴线垂直于基础平台平面。于是，与基础平台连接的支链有六个。支链上的第三个转动副是双输出运动副。相邻的两个主支链共用一个双输出运动副，其原来的两个下游主支链合并为一个下游主支链。SR支链不变。改变后的Ben-Horin并联机构有六个主支链，下游支链仍然是三个，称为新Ben-Horin并联机构。新Ben-Horin并联机构符合本发明对基本并联机构的要求。故作为本例生成元。

实施例32

实施例32（图87）是一种下游支链合并的对称双平台并联机器人。单个主支链可以表示为RRRSR支链，第三个转动副是双输出运动副。两个相邻的主支链的共用一个双输出运动副31，两个相邻的主支链和分支支链的结构是(2-RR>R<2-SR)（“>”表示前面的两个支链连接到一个运动副；“<”表示前面的运动副有两个输出端，连接两个下游支链)。两个相邻的主支链共用一个双输出运动副31，称为双支链组合。

基本基础平台为环形或六边形，三个平面并联机构(2-RR>R)安装在基础平台B1上或与基础平台平面平行。

三个平面并联机构(2-RR>R) 分布在六边形的内部。双输出运动副，在六边形的内侧。双输出运动副的上端是主输出端32，连接下游主支链33（SR），双输出运动副的下端是副输出端32.1，连接副分支主支链33.1（SR）。三个上端的下游主支链SR连接基本动平台15，三个下端的副分支支链SS连接分支动平台15.1，分支动平台15.1与基本动平台15反射对称。分支并联机构与基本并联机构反射对称。

实施例33

实施例33（图88）：实施例33是下游支链合并的双面步行并联机器人实施例。实施例33由两个实施例32略作改动组成。实施例32的基本基础平台的六边形改为正六边形。原来支链的上游部分都是在基本基础平台六边形的内侧，本例中，支链的上游部分都改在基本基础平台的六边形的外侧。原来的第一个运动副安装在六边形的顶点上，本例中，改为安装在六边形的边上。同一个对称双平台并联机器人的三个双支链组合，安装在正六边形的不相邻的三个边上。另一个对称双平台并联机器人的三个双支链组合，安装在正六边形的另外三个不相邻的边上。运动平台改为足弓结构。于是，形成了下游支链合并的双面步行并联机器人。下面结合附图，作补充介绍。

图88是实施例33的俯视图。图中间的正六边形是共用的四个基础平台，即本例中的髋关节23。每个边上安装一个支链组合，不相邻的三个支链组合构成一个对称双运动平台并联机器人。

同一个并联腿机构的三个双支链组合的前三个转动副轴线垂直于基础平台平面。六个双支链组合位于正六边形的外侧。第三个转动副是双输出运动副。A腿两个相邻支链共用一个双输出运动副31a，B腿两个相邻支链共用一个双输出运动副31b.下游主支链是SR支链，

两个基本并联机构有六个双输出运动副31a、31b，每一个占领一个60度的扇形区域，其工作空间互不干扰（图中虚线圆）。为了增大双输出运动副的工作空间，两个相邻的平面并联机构(2-RR>R)，可以在两个平行的平面上，两个不同支链组合上相邻的第二个转动副，在基础平台平面上的投影，有重合，但不影响工作。

A基本并联机构的动平台（A足弓）是Y形凸足弓25.1。B基本并联机构的动平台（B足弓）也是Y形凸足弓25.2。两个足弓通过各自的副分支支链（下游主支链）连接到各自的输出端。两个足弓在基础平台平面上的投影，相差60度，且A足弓较高，B足弓较低，二者互不干扰。

这个方案，支链的上游部分（RRR）在基础平台平面内，占用空间是一个面（理论上没有体积），扰动面积较小且易于布局。支链的下游部分（SR）数量减少一半，扰动空间相应减小。例如，实施例29中基本基础平台的上方，有12个副分支支链，每个分支支链都有自己的扰动空间，挤占了可用于储物或放置设备的空间；而本例中基本基础平台的上方，只有6个副分支支链，释放了六个分支支链的扰动空间，提高了可用于储物或放置设备的空间。对于增大步幅和储物空间、减小结构尺寸有利。

如果本例安装复位环，复位环的半径应当较大，能够把图中的虚线包围进去。实施例33也可在足趾上安装广义移动副。

Claims (17)

1.一种多运动平台并联机器人构建方法，其特征在于：该并联机器人由一个基本并联机构和N1(N1≥1)个分支并联机构组成，每个并联机构都具有N2(2≤N2≤6)个相同的自由度和相同的自由度性质；

所述的基本并联机构，包括基本基础平台、基本动平台以及连接基本基础平台与基本动平台的N2(2≤N2≤6)个主支链，主支链都由两个以上的广义运动副串联组成；

所述的分支并联机构，包括分支基础平台、分支动平台以及连接分支基础平台与分支动平台的N2(2≤N2≤6)个分支支链；其构建方法包括以下步骤：

1)构建基本并联机构：

基本并联机构符合下列五个条件：(a)、基本基础平台是平面基础平台；(b)、每一个主支链上的第一个广义运动副是主动副；每一个主支链上只有一个主动副；主支链的第一个运动副的输入端是转动副或移动副；(c)、第一个广义运动副输入端轴线或者与基本基础平台平面平行或重合，或者与基本基础平台平面垂直；或者两种或三种情况都存在；(d)、其主支链的前两个或前三个广义运动副中，至少有一个广义运动副是可扩展输出运动副；(e)基本动平台位于基本基础平台平面的一侧或与基本基础平台平面共面；在主支链上，可扩展输出运动副与基本动平台连接的部分称为下游主支链；

2)、构建分支并联机构：

a)选择并构建多输出运动副及构建分支基础平台：

在基本并联机构的每一个主支链上，选择一个可扩展运动副，这个可扩展运动副又称为分界运动副；在这个可扩展运动副上，增加一个输出端，这个输出端称为副输出端，原来的输出端称为主输出端；共增加N1个副输出端，副输出端的功能与主输出端的功能是相同的，结构是对称的；对称包括恒同对称，平移对称，旋转对称，反射对称和滑动反射对称，对称还包括跨尺度对称；

该可扩展运动副变为比原来的广义运动副多一个输出端的多输出运动副；在分支支链上，分界运动副与分支动平台连接的部分称为下游分支支链；下游分支支链也称为副分支支链；

分支支链的下端点是分支支链与分支基础平台的铰支点；N2个分支支链的铰支点构成分支基础平台；分支基础平台与基本基础平台形状相似，分支基础平台与基本基础平台是对称的，对称包括恒同对称，平移对称，旋转对称，反射对称和滑动反射对称，对称还包括跨尺度对称；

b)构建副分支支链：

在每一个新增加的副输出端上连接一个副分支支链；这个副分支支链与主支链上的下游主支链是相同的；这些副分支支链形成一组N2个副分支支链；副分支支链与下游主支链是对称的，对称包括平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称和跨尺度对称；

c)连接分支动平台：

在这一组副分支支链的末端连接一个分支动平台，分支动平台与基本动平台形状相似，分支动平台与基本动平台对称；形成一个与基本并联机构对称的分支并联机构；分支动平台与基本动平台的对称包括平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称和跨尺度对称；

3)重复(2)步骤中的a)、b)、c)步骤，得到又一个新的对称分支动平台、又一个新的对称分支并联机构，重复N1-1次，得到N1个新的对称分支动平台和N1个新的对称分支并联机构。

2.实现权利要求1所述方法的一种多运动平台并联机器人，该并联机器人包括一个基本并联机构11和N1(N1≥1)个分支并联机构，每个并联机构都具有N2(2≤N2≤6)个自由度和相同的自由度性质；

1)基本并联机构结构是：

基本并联机构，包括基本基础平台、基本动平台以及连接基本基础平台与基本动平台的N2(2≤N2≤6)个主支链，其主支链都由两个以上的广义运动副串联组成，基本并联机构还符合下列五个条件：

(a)基本基础平台是平面基础平台；

(b)每一个主支链上的第一个广义运动副是主动副；每一个主支链上只有一个主动副；主支链的第一个广义运动副的输入端是转动副或移动副；

(c)第一个广义运动副的输入端轴线或者与基本基础平台平面平行或重合，或者与基本基础平台平面垂直；或者存在以上两种或三种情况；

(d)其每一个主支链的前两个或前三个广义运动副中，至少有一个广义运动副是可扩展输出运动副；可扩展输出运动副有(N1+1)*N2个输出端，其中N2个是主输出端，主输出端位于主支链上，其余N1*N2个输出端称为副输出端；主输出端与副输出端结构对称，功能相同，这个可扩展运动副又称为分界运动副或对称多输出运动副；分界运动副把主支链分为两部分：分界运动副的主输出端与基本动平台之间的部分称为下游主支链；主输出端与副输出端对称，对称包括恒同对称、平移对称、旋转对称、反射对称和滑动反射对称，还包括跨尺度对称；

(e)N2个下游主支链连接基本动平台，基本动平台位于基本基础平台平面的一侧或与基本基础平台平面共面；

2)分支并联机构结构是：

分支并联机构包括分支基础平台、分支动平台以及连接分支基础平台与分支动平台的N2*N1个分支支链；分支并联机构具有如下结构特点：

(a)在主支链的可扩展输出运动副上，每一个副输出端都连接一个副分支支链；分界运动副上的副输出端与分支动平台之间的部分称为下游分支支链；下游分支支链部分又称为副分支支链；副分支支链与主支链上的下游主支链是相同的；结构是对称的，对称包括平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称，还包括跨尺度对称；

(b)分支支链的下端是一个分支支链与分支基础平台的铰支点，称为分支下端铰支点，具有相同对称特性的一组N2个分支支链的分支下端铰支点，构成一个分支基础平台，分支基础平台有N1个；分支基础平台与基本基础平台对称,对称包括恒同对称、平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称，还包括跨尺度对称；

(c)、具有相同对称特性的副分支支链，构成一组副分支支链，同一组副分支支链有N2个副分支支链，共有N1组分支支链；

(d)同一组的副分支支链连接一个动平台，形成一个并联机构，这个运动平台称为分支动平台15.1，这个并联机构称为分支并联机构；N1组副分支支链连接N1个分支动平台；分支动平台与基本动平台是相似的；分支动平台与基本动平台对称；分支动平台有N1个，同样，分支并联机构也有N1个；分支并联机构与基本并联机构也是对称的；分支动平台与基本动平台的对称包括平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称和跨尺度对称；分支并联机构与基本并联机构的对称也包括平移对称、旋转对称、反射对称、滑动反射对称和跨尺度对称。

3.如权利要求2所述的多运动平台并联机器人，其特征在于：

其主动副输入端轴线在基本基础平台平面内，且至少有三个轴线交于一点。

4.如权利要求2所述的多运动平台并联机器人，其特征在于：

其主动副输入端轴线在基本基础平台平面内且轴线是同一个圆或椭圆的切线，或者是两个同平面同心圆的切线。

5.如权利要求2所述的多运动平台并联机器人，其特征在于：

其主动副输入端的轴线平行于或重合于基本基础平台平面且相互平行或重合。

6.如权利要求2所述的多运动平台并联机器人，其特征在于：

其全部主动副输入端的轴线垂直于基本基础平台平面。

7.如权利要求2、3、4、5、6中的任意一个权利要求所述的多运动平台并联机器人，其特征在于：

每一个动平台上都安装有操作手。

8.如权利要求2、3、4、5、6中的任意一项权利要求所述的多运动平台并联机器人，其特征在于：

所述的多运动平台并联机器人是对称双运动平台并联机构，所述的基本动平台与分支动平台或者主

输出端与副输出端，至少有一对是跨尺度对称，分支支链与主支链相同。

9.如权利要求4所述的多运动平台并联机器人，其特征在于：

所述的多运动平台并联机器人是双运动平台并联机器人，主动副输入端轴线在基本基础平台平面

内，其轴线是同一个圆的切线或者与该圆的半径重合，或者是两个同平面同心圆的切线或与该圆的

半径重合，多输出运动副是双输出运动副，全部主输出端在该圆或椭圆的内侧，全部副输出端在该

圆或椭圆的外侧；副分支支链与下游主支链相同，基本动平台与分支动平台跨尺度对称。

10.如权利要求2所述的多运动平台并联机器人，其特征在于：

其基本并联机构是少自由度并联机构，基本并联机构除主支链外，还包括一个连接基本基础平台与分支基础平台的冗余支链，冗余支链是消极支链，冗余支链的自由度大于等于二、小于六；主支链是无约束6自由度支链。

11.如权利要求2所述的多运动平台并联机器人，其特征在于：

仅有一个分支并联机构，分支并联机构与基本并联机构反射对称，所述的主支链的数目是三个以上，七个以下，主支链上的第三个广义运动副是双输出运动副，双输出运动副的输出端反射对称，至少有一对相邻的主支链共用一个双输出运动副，其原来的两个下游主支链合并为一个下游主支链，然后与基本动平台连接；其原来的两个副分支支链合并为一个副分支支链，然后与分支动平台连接；分支并联机构与基本并联机构反射对称。

12.一种并联机床机器人，包括一个如权利要求2、3、4、5、6中的任意一项权利要求所述的多运动平台并联机器人，其特征在于：

有一个动平台上安装有检测传感器或触头，其余的动平台上安装有操作手。

13.一种双面步行并联机器人，其特征在于：

包括两个如权利要求2所述的多运动平台并联机器人，每一个多运动平台并联机器人的基本并联机构都是并联腿机构，每一个多运动平台并联机器人都包括一个基本并联机构和一个分支并联机构，基本并联机构与分支并联机构反射对称；一个多运动平台并联机器人称为A腿，另一个称为B腿；A腿基本并联机构与B腿基本并联机构或B腿分支并联机构位于同一侧，构成一个单面并联步行机器人；A腿分支并联机构与B腿上的另一个并联机构位于另一侧，构成另一个单面并联步行机器人；A腿与B腿的基本基础平台位于一个平面上，两个基本基础平台固连在一起形成一个髋关节，所有的四个动平台都为足弓结构；A腿基本并联机构由A腿基本基础平台、A腿主支链、A腿基本动平台足弓组成；B腿基本并联机构由B腿基本基础平台、B腿主支链、B腿基本动平台足弓组成；

两个并联腿机构的排列方式是下列方式之一：

(1)、两个多运动平台并联机器人一个在左，一个在右；

(2)、两个多运动平台并联机器人，一个较大，一个较小，较小的一个在较大的一个的里面；位于基本基础平台同一侧的两个动平台足弓，或大小不同、或高低不同，或高低大小均不同；

(3)、两个多运动平台并联机器人交叉布置；位于基本基础平台同一侧的两个动平台足弓，或大小不同、或高低不同，或高低大小均不同。

14.如权利要求13的所述的双面步行并联机器人，其特征在于：

两个双运动平台并联机器人，较小的一个在较大的一个的里面；位于基本基础平台同一侧的两个动平台足弓，或大小不同、或高低不同，或高低大小均不同；

基本基础平台平面上的髋关节设计一个大于基本基础平台的复位环，复位环是圆环形，用连接杆与髋关节连接在一起；该复位环与髋关节有一个共同的中心；复位环的半径大于L/cosθ，同时，复位环的半径不小于足趾外接圆半径和髋关节外接圆半径二者的最大者；

式L/cosθ中

L为两个相邻足趾的中点到基本基础平台中心的距离，两个相邻足趾的中点简称足趾中点，

θ为足趾中点到基本基础平台中心作一连线，θ是该连线与基本基础平台平面的夹角。

15.如权利要求14所述的双面步行并联机器人，其特征在于：

其复位环用N3(N3≥2)段弧形杆代替，每一段弧形杆的两端有槽，槽的方向与复位环的切线方向相同，相邻的弧形杆有重叠，N3段弧形杆构成复位环，髋关节与弧形杆连接的杆件用N3个收拢机构代替；收拢机构是下列串联机构的一种：PR机构，其转动副轴线与移动副轴线垂直；CR机构，其转动副轴线与圆柱副轴线垂直；HR机构，其转动副轴线与螺旋副轴线垂直；RR机构，其两个转动副轴线平行；RRR机构其三个转动副轴线平行；从上述一种或多种机构中，取N3个串联机构，作为一组收拢机构；收拢机构转动副的轴线与基本基础平台平面垂直，收拢机构转动副的一端与两个相邻的弧形杆的槽动配合；转动副可以在槽内滑动；另一端与髋关节连接。

16.如权利要求13至15中任意一个权利要求所述的双面步行并联机器人，其特征在于：

所述的每一个动平台足弓上，至少有一个足趾安装有一个轴线与基本基础平台平面垂直的广义移动副。

17.一种双面步行并联机器人，其特征在于：

包括两个如权利要求11所述的多运动平台并联机器人，两个多运动平台并联机器人的基本并联机构是并联腿机构，两个基本基础平台放置在一个平面上，并固连在一起，两个多运动平台并联机器人的双输出运动副，在基本基础平台平面上的投影位于不同的扇形区间；动平台为足弓结构，足弓上有足趾；位于基本基础平台平面同一侧的两个动平台足弓，或大小不同，或高低不同，或高低大小均不同。