CN104985587A - 具有弧形移动副的四自由度转动移动完全解耦并联机构 - Google Patents
具有弧形移动副的四自由度转动移动完全解耦并联机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104985587A CN104985587A CN201510387538.7A CN201510387538A CN104985587A CN 104985587 A CN104985587 A CN 104985587A CN 201510387538 A CN201510387538 A CN 201510387538A CN 104985587 A CN104985587 A CN 104985587A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- moving
- degree
- freedom
- arc
- moving sets
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
一种具有弧形移动副的四自由度转动移动完全解耦并联机构,包括:动平台、基座以及三条支链,其中:支链的一端均与基座活动连接,另一端与动平台转动连接,且至少两条支链与基座二维活动连接,所述的三条支链均为依次串联的直线移动副和弧形移动副或直连杆和弧形移动副,使得动平台作二维移动或绕固定点O作球面三自由度转动;所述的动平台的三维转动特征仅与弧形移动副驱动有关,点O的二维移动特征仅与移动副P1驱动有关,动平台的转动特征与移动特征具有完全解耦的优点。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种机器人领域的技术,具体是一种具有弧形移动副的一移动三转动(1T3R)四自由度转动移动完全解耦并联机构。
背景技术
并联机构通常由动平台和固定平台通过多条支链联结而成,较串联机构,具有结构紧凑、刚度、承载能力强、累积误差小等优点,故得到广泛的工程实际应用中。
现有大多数四自由度并联机构不具有解耦特征,控制较为复杂,较难满足工程实际应用要求;目前大多数四自由度并联机构均具有5条链,这不仅限制了动平台的工作空间,而且增加材料,使结构更为复杂。现有大多数四自由度并联机构的特征并非解耦机构,这增加了控制难度。
经过对现有技术的检索发现,中国专利文献号CN101716764A,公开(公告)日,2010.06.02,公开了一种适用于减振的四自由度冗余驱动混联机构,该机构由定平台,中间平台、动平台、六个主动支链和一个被动支链构成。中间平台通过三个结构相同的分支与定平台相连,每个分支中含有一个固定于定平台上的倾斜放置的可伸缩杆作为驱动副,驱动杆的另一端通过万向铰与一根定长杆相连,而定长杆通过另一个万向铰与中间平台相连,且两个万向铰的内轴线和外轴线分别相互平行;中间平台与动平台之间通过三个结构相同分支连接,每个分支含有一个作为驱动副的可伸缩连杆,连杆一端用万向铰与中间平台相连,另一端通过球铰与动平台相连;动平台与中间平台的中心通过含有一个万向铰的被动支链相连。但该技术为冗余驱动,要求驱动电机多于平台自由度,且结构较为复杂,不便于控制。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足,提出一种具有弧形移动副的四自由度转动移动完全解耦并联机构,其动平台的转动特征与移动特征具有转动移动完全解耦的特点,并且本发明具有支链少,结构简单,易于装配,机构性能高,易于控制。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明包括:包括:动平台、基座以及三条支链,其中:支链的一端均与基座活动连接,另一端与动平台转动连接,且至少两条支链与基座二维活动连接,所述的三条支链均为依次串联的直线移动副和弧形移动副或直连杆和弧形移动副,使得动平台作二维移动或绕固定点O作球面三自由度转动。
所述的活动连接是指:
a)两条支链与基座二维活动连接,一条支链与基座一维活动连接,或者是
b)三条支链均与基座二维活动连接。
所述的弧形移动副的两端分别与动平台以及直线移动副的一端转动连接构成转动副,直线移动副或直连杆的另一端与基座二维活动连接。
所述的支链均通过转动副或直线移动副驱动。
技术效果
与现有技术相比,本发明大幅度减少支链的数量,结构简单紧凑,装配容易,刚度好,机构运动灵活,动平台的转动特征与移动特征完全解耦。
附图说明
图1为实施例1结构图;
图2为实施例2结构图;
图中:1为基座、2、3为直连杆、4、5为弧形杆、6为动平台、L1~L3为支链、PR为弧形移动副、P1~P3为直线移动副、R11~R31为转动副。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示,本实施例包括:动平台6、基座1以及三条支链L1~L3,其中:支链L1~L3的一端均与基座1活动连接,另一端与动平台6转动连接,使得动平台6作二维移动或绕固定点O作球面三自由度转动。
本实施例中三条支链均与基座二维活动连接,该三条支链均包括:依次串联的弧形移动副PR以及直连杆3,其中:弧形移动副PR的两端分别与动平台6以及直连杆3的一端转动连接构成转动副R11/R21/R31以及R12/R22/R32,直连杆3的另一端与基座1活动连接。
所述的弧形移动副PR与直连杆3转动连接构成的转动副R11/R21/R31的轴线与直连杆3的轴线重合,每一条支链上的转动副的轴线均相交于一点O,即三条支链L1~L3上的6个转动副的运动圆心汇聚于一点。
所述的弧形移动副PR包括相互滑动连接的下弧形杆4和上弧形杆5。
所述的支链L1~L3均通过弧形移动副或直线移动副驱动。
所述的基座1上设有三对移动副组合,该移动副组合与支链L1~L3的一端相连从而实现活动连接。
所述的移动副组合由两个垂直相连的移动副组成。
本装置中,所述的动平台的三维转动特征仅与弧形移动副PR驱动有关,而与移动副P1驱动无关;点O的二维移动特征仅与移动副P1驱动有关,而与弧形移动副PR驱动无关;动平台的转动特征与移动特征具有完全解耦的优点。
实施例2
如图2所示,本实施例与实施例1相比,三条支链中的两条与基座二维活动连接,一条支链与基座一维活动连接。
所述的一维活动连接,通过设置于基座1上的一个移动副实现,该移动副与所述支链相连。
本实施例所具有的技术效果相比实施例1:实施例1可作水平方向的一维移动和绕O点的三维转动;而实施例2可实现竖直方向的一维移动和绕O点三维转动。
Claims (7)
1.一种具有弧形移动副的四自由度转动移动完全解耦并联机构,其特征在于,包括:动平台、基座以及三条支链,其中:支链的一端均与基座活动连接,另一端与动平台转动连接,且至少两条支链与基座二维活动连接,所述的三条支链均为依次串联的直线移动副和弧形移动副或直连杆和弧形移动副,使得动平台作二维移动或绕固定点O作球面三自由度转动。
2.根据权利要求1所述的四自由度转动移动完全解耦并联机构,其特征是,所述的弧形移动副的两端分别与动平台以及直线移动副的一端转动连接构成转动副,直线移动副或直连杆的另一端与基座二维活动连接。
3.根据权利要求2所述的四自由度转动移动完全解耦并联机构,其特征是,所述的支链均通过转动副或直线移动副驱动。
4.根据权利要求1或2或3所述的四自由度转动移动完全解耦并联机构,其特征是,所述的弧形移动副包括相互滑动连接的下弧形杆和上弧形杆。
5.根据上述任一权利要求所述的四自由度转动移动完全解耦并联机构,其特征是,所述的二维活动连接是指:
a)两条支链与基座二维活动连接,一条支链与基座一维活动连接,或者是
b)三条支链均与基座二维活动连接。
6.根据权利要求5所述的四自由度转动移动完全解耦并联机构,其特征是,所述的二维活动连接,通过移动副组合实现,该移动副组合由两个垂直相连的移动副组成。
7.根据权利要求2所述的四自由度转动移动完全解耦并联机构,其特征是,所述的弧形移动副与直线移动副或直连杆的转动连接构成的转动副的轴线与直线移动副或直连杆的轴线重合,每一条支链上的转动副的轴线均相交于一点O,即三条支链上的6个转动副的轴线汇聚于一点。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510387538.7A CN104985587B (zh) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 具有弧形移动副的四自由度转动移动完全解耦并联机构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510387538.7A CN104985587B (zh) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 具有弧形移动副的四自由度转动移动完全解耦并联机构 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104985587A true CN104985587A (zh) | 2015-10-21 |
CN104985587B CN104985587B (zh) | 2017-03-08 |
Family
ID=54297540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510387538.7A Expired - Fee Related CN104985587B (zh) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 具有弧形移动副的四自由度转动移动完全解耦并联机构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104985587B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105538296A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-04 | 中北大学 | 一种可重构球面并联机器人 |
WO2018223363A1 (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-13 | 深圳先进技术研究院 | 一种三自由度解耦球面并联机构 |
CN110405727A (zh) * | 2018-04-26 | 2019-11-05 | 天津职业技术师范大学 | 一种3自由度并联机构 |
US11458614B2 (en) * | 2017-06-09 | 2022-10-04 | Shenzhen Institutes Of Advanced Technology | 2 degree-of-freedoms decoupling parallel mechanism |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030121351A1 (en) * | 2001-05-31 | 2003-07-03 | Clement Gosselin | Cartesian parallel manipulators |
CN101259617A (zh) * | 2008-03-31 | 2008-09-10 | 浙江理工大学 | 一种分岔四自由度并联机器人机构 |
CN102431027A (zh) * | 2011-10-30 | 2012-05-02 | 燕山大学 | 一种运动完全解耦的空间三自由度并联机器人机构 |
EP2679349A1 (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-01 | University College Cork | Compliant parallel manipulator system |
CN104029197A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-09-10 | 山东大学(威海) | 一种水下机器人的矢量推进机构 |
-
2015
- 2015-07-02 CN CN201510387538.7A patent/CN104985587B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030121351A1 (en) * | 2001-05-31 | 2003-07-03 | Clement Gosselin | Cartesian parallel manipulators |
CN101259617A (zh) * | 2008-03-31 | 2008-09-10 | 浙江理工大学 | 一种分岔四自由度并联机器人机构 |
CN102431027A (zh) * | 2011-10-30 | 2012-05-02 | 燕山大学 | 一种运动完全解耦的空间三自由度并联机器人机构 |
EP2679349A1 (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-01 | University College Cork | Compliant parallel manipulator system |
CN104029197A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-09-10 | 山东大学(威海) | 一种水下机器人的矢量推进机构 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105538296A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-04 | 中北大学 | 一种可重构球面并联机器人 |
WO2018223363A1 (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-13 | 深圳先进技术研究院 | 一种三自由度解耦球面并联机构 |
US11331791B2 (en) | 2017-06-09 | 2022-05-17 | Shenzhen Institute Of Advanced Technology | 3 degree-of-freedoms decoupling spherical parallel mechanism |
US11458614B2 (en) * | 2017-06-09 | 2022-10-04 | Shenzhen Institutes Of Advanced Technology | 2 degree-of-freedoms decoupling parallel mechanism |
CN110405727A (zh) * | 2018-04-26 | 2019-11-05 | 天津职业技术师范大学 | 一种3自由度并联机构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104985587B (zh) | 2017-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104985590A (zh) | 六自由度部分解耦并联机构 | |
CN104942796A (zh) | 三移动二转动五自由度转动移动完全解耦并联机构 | |
CN104021718B (zh) | 一种含有闭环子链的三自由度并联摇摆台 | |
CN100411826C (zh) | 一种二维平动二维转动的四自由度并联机器人机构 | |
CN105666471A (zh) | 一种sps+upu+(2rps+r)型四自由度并联机器人 | |
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 | |
US20190389054A1 (en) | 3 degree-of-freedoms decoupling spherical parallel mechanism | |
CN104889976A (zh) | 一种三转动解耦球面并联机器人机构 | |
CN103862462A (zh) | 一种两移一转三自由度完全解耦空间并联机构 | |
CN107088870B (zh) | 基于改进3puu平动机构的移/转独立控制的混联装置 | |
CN102909569B (zh) | 一种1t2r三自由度空间并联机构 | |
CN104526687A (zh) | 一种三移一转四自由度解耦并联机构 | |
CN104552280A (zh) | 一种两移两转四自由度解耦并联机构 | |
CN104950797A (zh) | 一种3-prrs六自由度并联定位平台 | |
CN104626122A (zh) | 一种(1t2r)&1r四自由度解耦混联机构 | |
CN104985591A (zh) | 六自由度转动和移动完全解耦并联机构 | |
CN104384941A (zh) | 具有等效Tricept机构运动的过约束并联机构 | |
CN101249653A (zh) | 具有远架单杆的空间三平动并联机构 | |
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 | |
CN104760037A (zh) | 一种(2t)&(1t1r)四自由度解耦混联机构 | |
CN104942795A (zh) | 一移动二转动三自由度转动移动完全解耦并联机构 | |
CN102441891A (zh) | 具有二维移动和一维转动的三自由度工业机器人 | |
CN104772751B (zh) | 三自由度的并联机构 | |
CN104942829A (zh) | 二移动三转动五自由度转动移动完全解耦并联机构 | |
CN104942800A (zh) | 三移动一转动四自由度转动移动完全解耦并联机构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170308 Termination date: 20190702 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |