CN106041885B - 一种三平移一转动并联机器人平台装置 - Google Patents

Abstract

一种三平移一转动并联机器人平台装置，包含动平台(1)、静平台(0)、一条混合型支链，及两条S‑S‑R支链，主动杆一(2)的一端与一个球副平行四边形的短边杆一固定，主动杆一(2)的另一端与机架(0)以转动副一(R₁₁)连接，球副平行四边形的短边杆二(3)的延伸端，与连杆一(8)的一端以转动副二(R₂₃)连接；连杆二(7)的两端分别以转动副三(R₂₂)、转动副四(R₂₁)连接连杆一(8)的另一端与机架(0)，其中，转动副一(R₁₁)与转动副四(R₂₁)的轴线垂直；同时，短边杆二(3)还与连杆三(4)以转动副五(R₁₂)连接，连杆三(4)又和动平台(1)以转动副六(R₁₃)连接，且转动副五(R₁₂)与转动副六(R₁₃)的轴线平行于动平台(1)的法线。

Description

一种三平移一转动并联机器人平台装置

技术领域

本发明涉及一种三平移一转动并联机器人平台装置，为机器人操作手等提供一个新型的三平移一转动并联操作手。

背景技术

并联结构的操作手，特别是实现空间三平移功能的Delta操作手，已在高速抓放、定位装配、搬运、分拣、上下料等工艺上发挥了很好的作用；而具有三平移一转动功能的并联操作手，在需要调整工件角度姿态的场合下，更是不可缺少。为此，1988年R.Clavel在三平移Delta操作手的基础上，再串联一条R-U-P-U-R支链或S-P-S支链，构成了一个具有三平移一转动功能的混联操作手；2003年杨廷力申请的专利200310106012.4，提出了一组5个三平移一转动并联机构，但没有研制样机；2000后Pierrot等相继发明了H4、I4、Par4系列的四自由度SCARA型(即三平移一转动)操作手，黄田教授开发了四自由度三平移一转动的Cross-IV 型高速搬运机器人；而专利201210435375.1提出了一种单平台实现三平移一转动的并联机构，并研制了样机。但上述这些机构结构复杂，机构耦合度k均较大(k＝2)，这使得机构的运动学正解和动力学求解十分困难，从而影响了其开发与应用。因此，实现三平移一转动功能的新型结构都需要发展，需要创造出优于现有机构的新机型。

发明内容

本发明的目的是要克服现有技术的不足，而提供一类新的三平移一转动并联机器人操作手，它们具有刚性好、结构较简单、易于精密加工；运动学正解和动力学求解比较容易等优点。

本发明提供的一种三平移一转动并联机器人平台装置，包含动平台1、静平台0、一条混合型支链，及两条无约束型S-S-R或S-P-S支链，其特征是：混合型支链中，主动杆一2的一端与一个球副平行四边形S₁S₂S₃S₄的短边杆一固定，主动杆一2的另一端与静平台0以转动副一R₁₁连接，球副平行四边形的短边杆二3的延伸端，与连杆一8的一端以转动副二 R₂₃连接；连杆二7的两端分别以转动副三R₂₂、转动副四R₂₁连接连杆一8的另一端与静平台0，其中，转动副一R₁₁与转动副四R₂₁的轴线垂直；同时，短边杆二3还与连杆三4以转动副五R₁₂连接，连杆三4又和动平台1以转动副六R₁₃连接，且转动副五R₁₂与转动副六R₁₃的轴线平行于动平台1的法线；同时，动平台1再用两条无约束型S-S-R或S-P-S支链与静平台0连接；

同时，动平台1上的两个球副可以重合为一个二重球副；

进一步，每条支链上与静平台0联接的四个转动副为驱动副，可以用移动副来替代；且当依次固定一个、两个、三个驱动副时，该装置就成为三自由度、二自由度、单自由度的三平移一转动并联机器人平台操作手，其独立输出运动数目为三、二、一，其它的运动为派生运动。

附图说明

附图1为本发明的实施例之一的结构简图示意图。

附图2为本发明的实施例之二的结构简图示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。

附图1所示的并联机构可为本发明的实施例之一，其技术方案是这样的：一种三平移一转动并联机器人平台装置，包含动平台1、静平台0、一条混合型支链，及两条无约束型S-S-R 支链，混合型支链中，主动杆一2的一端与一个球副平行四边形S₁S₂S₃S₄的短边杆一固定，主动杆一2的另一端与静平台0以转动副一R₁₁连接，球副平行四边形的短边杆二3的延伸端，与连杆一8的一端以转动副二R₂₃连接；连杆二7的两端分别以转动副三R₂₂、转动副四R₂₁连接连杆一8的另一端与静平台0，其中，转动副一R₁₁与转动副四R₂₁的轴线垂直；同时，短边杆二3还与连杆三4以转动副五R₁₂连接，连杆三4又和动平台1以转动副六R₁₃连接，且转动副五R₁₂与转动副六R₁₃的轴线平行于动平台1的法线；同时，动平台1再用无约束型S₆-S₅-R₃₁支链、S₇-S₈-R₄₁支链与静平台0连接；

附图2所示的并联机构可为本发明的实施例之二，动平台1上的两个球副S₆、S₇可以重合为一个二重球副S₆(S₇)。

进一步，每条支链上与静平台0联接的四个转动副R₁₁、R₁₂、R₃₁、R₄₁为驱动副，可以用移动副来替代；且当依次固定一个、两个、三个驱动副时，该装置就成为三自由度、二自由度、单自由度的三平移一转动并联机器人平台操作手，其独立输出运动数目为三、二、一，其它的运动为派生运动。

Claims (3)

1.一种三平移一转动并联机器人平台装置，包含动平台(1)、静平台(0)、一条混合型支链，及两条无约束型S-S-R或S-P-S支链，其特征是：混合型支链中，主动杆一(2)的一端与一个球副平行四边形(S₁S₂S₃S₄)的短边杆一固定，主动杆一(2)的另一端与静平台(0)以转动副一(R₁₁)连接，球副平行四边形的短边杆二(3)的延伸端，与连杆一(8)的一端以转动副二(R₂₃)连接；连杆二(7)的两端分别以转动副三(R₂₂)、转动副四(R₂₁)连接连杆一(8)的另一端与静平台(0)，其中，转动副一(R₁₁)与转动副四(R₂₁)的轴线垂直；同时，短边杆二(3)还与连杆三(4)以转动副五(R₁₂)连接，连杆三(4)又和动平台(1)以转动副六(R₁₃)连接，且转动副五(R₁₂)与转动副六(R₁₃)的轴线平行于动平台(1)的法线；同时，动平台(1)再用两条无约束型S-S-R或S-P-S支链与静平台(0)连接。

2.按权利要求1所述的三平移一转动并联机器人平台装置，其特征在于：动平台(1)上的两个球副可以重合为一个二重球副。

3.按权利要求1或2所述的三平移一转动并联机器人平台装置，其特征在于：每条支链上与静平台(0)联接的四个转动副为驱动副，可以用移动副来替代；且当依次固定一个、

两个、三个驱动副时，该装置就成为三自由度、二自由度、单自由度的三平移一转动并联机器人平台装置，其独立输出运动数目为三、二、一，其它的运动为派生运动。