CN108858159A - 一种部分解耦的二自由度移动并联机构 - Google Patents

一种部分解耦的二自由度移动并联机构 Download PDF

Info

Publication number
CN108858159A
CN108858159A CN201811078584.9A CN201811078584A CN108858159A CN 108858159 A CN108858159 A CN 108858159A CN 201811078584 A CN201811078584 A CN 201811078584A CN 108858159 A CN108858159 A CN 108858159A
Authority
CN
China
Prior art keywords
movement
pair
revolute pair
connecting rod
branch
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
Application number
CN201811078584.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108858159B (zh
Inventor
战丽娜
姜潮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Technical College Of Water Resources And Hydropower
Original Assignee
Hunan Technical College Of Water Resources And Hydropower
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Technical College Of Water Resources And Hydropower filed Critical Hunan Technical College Of Water Resources And Hydropower
Priority to CN201811078584.9A priority Critical patent/CN108858159B/zh
Publication of CN108858159A publication Critical patent/CN108858159A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108858159B publication Critical patent/CN108858159B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
    • B25J9/0033—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a prismatic joint at the base
    • B25J9/0036—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a prismatic joint at the base with kinematics chains of the type prismatic-rotary-rotary
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

一种部分解耦的二自由度移动并联机构，主要由运动平台、固定平台和分别固连在两平台之间的两个运动分支组成。其中第一个运动分支包括三个回转轴线相互平行的转动副R1R2R3、一个移动副P1和连接它们的第一连杆、第二连杆以及第一滑块，第二连杆通过转动副R3与运动平台相连，转动副R2连接第二连杆和第一连杆，转动副R1连接第一连杆和第一滑块，第一滑块通过移动副P1与固定平台相连；第二分支包括两个回转轴线相互平行的转动副R4R5、一个移动副P2和连接它们的第三连杆以及第二滑块，第三连杆通过转动副R4与运动平台相连，转动副R5连接第三连杆和第二滑块，第二滑块通过移动副P2与固定平台相连。本发明结构简单，刚度高，工作重心低，体积比小，精度高，误差小，运动平台的移动部分解耦，具有良好的运动学性能和灵活性。

Description

一种部分解耦的二自由度移动并联机构
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种二自由度并联机构。
背景技术
与串联机构相比，并联机构为多支链闭环方式，以刚度高、速度高、结构紧凑、运动惯性小、累积误差影响小、精度高等特点在汽车、机床、医疗器械及航空航天等领域有着独特的应用；而少自由度并联机构又具有结构简单、制造成本低和控制容易等优点，在工业领域大有用武之地，二自由度移动并联机构是少自由度并联机构一个重要分支，具有非常大的应用前景。
解耦是现今机构学界的热点之一，如果机构的运动能实现解耦，则其工作空间将扩大，并且控制容易，可以达到更高的运动精度，对机构的运动控制和轨迹规划都有一定意义。目前所发明的解耦机构中，两自由度移动解耦并联机构数量有限，中国专利CN200510014391.3提出的两自由度移动解耦并联机构，可实现无条件解耦，但不利于加工和装配；中国专利CN200710171877.7提出的二自由度移动解耦并联机构，受力特性好，但结构稍显复杂；中国专利CN201010175965.6和中国CN201010214859.4提出的两自由度定位平台，仅适用于微动领域；中国专利CN201210071554.1提出的两自由度移动解耦并联机构，可实现动平台的移动完全解耦，但工程化实现较困难；中国专利CN201810465309.6提出的部分解耦的二自由度并联机构，实现的是两个转动自由度彼此之间的部分解耦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种部分解耦的二自由度移动并联机构，这种并联机构刚度高、工作重心低、体积比小、精度高、误差小，可实现运动平台的移动部分解耦。
本发明采用的技术方案是：包括运动平台、固定平台和分别固连在运动平台和固定平台之间的第一运动分支和第二运动分支；所述的第一运动分支包括移动副P1、第一滑块、转动副R1、第一连杆、转动副R2、第二连杆和转动副R3，所述的第二连杆通过所述的转动副R3与所述的运动平台相连，所述的转动副R2连接所述的第二连杆和所述的第一连杆，所述的转动副R1连接所述的第一连杆和所述的第一滑块，所述的第一滑块通过所述的移动副P1与所述的固定平台相连；所述的第二运动分支包括转动副R4、第三连杆、转动副R5、第二滑块和移动副P2，所述的第三连杆通过所述的转动副R4与所述的运动平台相连，所述的转动副R5连接所述的第三连杆和所述的第二滑块，所述的第二滑块通过所述的移动副P2与所述的固定平台相连。
上述的部分解耦的二自由度移动并联机构中，在所述的第一运动分支中，所述的转动副R1的回转轴线与所述的转动副R2的回转轴线以及所述的转动副R3的回转轴线相互平行，且与所述的移动副P1的移动方向相互平行。
上述的部分解耦的二自由度平动并联机构中，在所述的第二运动分支中，所述的转动副R5的回转轴线与所述的转动副R4的回转轴线相互平行，且与所述的移动副P2的移动方向相互垂直。
上述的部分解耦的二自由度平动并联机构中，所述的第一运动分支中的移动副P1的移动方向与所述的第二运动分支中的移动副P2的移动方向相互垂直。
上述的部分解耦的二自由度平动并联机构中，所述的运动平台沿着平行于所述的第一运动分支中的移动副P1所在的直线方向移动时，此时所述的运动平台的移动运动与所述的移动副P1和所述的移动副P2都有关，此时所述的运动平台的运动状态不解耦。
上述的部分解耦的二自由度平动并联机构中，所述的运动平台沿着平行于所述的第二运动分支中的移动副P2所在的直线方向移动时，此时所述的运动平台的移动运动只与所述的移动副P2有关，与所述的移动副P1无关，所述的运动平台的移动运动与所述的第二运动分支中的移动副P2的移动运动呈线性关系，此时所述的运动平台的运动状态解耦。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该机构有两个自由度，运动平台可实现两个方向的移动，且有一个移动方向运动部分解耦；
2、机构由两个运动分支构成，刚度高，工作重心低，体积比小；
3、机构的运动学正反解较简单，具有良好的运动学性能和较高的灵活性，精度高，误差小，可广泛应用于机器人、航空航天、医学、数控机床等领域。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-固定平台，2-第一运动分支，3-第二运动分支，4-运动平台，5-移动副P1，6-第一滑块，7-转动副R1，8-第一连杆，9-转动副R2，10-第二连杆，11-转动副R3，12-转动副R4，13-第三连杆，14-转动副R5，15-第二滑块，16-移动副P2。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的部分解耦的二自由度移动并联机构包括运动平台4、固定平台1和分别固连在运动平台4和固定平台1之间的第一运动分支2和第二运动分支3；所述的第一运动分支2包括移动副P15、第一滑块6、转动副R17、第一连杆8、转动副R29、第二连杆10和转动副R311，所述的第二连杆10通过所述的转动副R311与所述的运动平台4相连，所述的转动副R29连接所述的第二连杆10和所述的第一连杆8，所述的转动副R17连接所述的第一连杆8和所述的第一滑块6，所述的第一滑块6通过所述的移动副P15与所述的固定平台1相连；所述的第二运动分支3包括转动副R412、第三连杆13、转动副R514、第二滑块15和移动副P216，所述的第三连杆13通过所述的转动副R412与所述的运动平台4相连，所述的转动副R514连接所述的第三连杆13和所述的第二滑块15，所述的第二滑块15通过所述的移动副P216与所述的固定平台1相连；在所述的第一运动分支2中，所述的转动副R17的回转轴线与所述的转动副R29的回转轴线以及所述的转动副R311的回转轴线相互平行，且与所述的移动副P15的移动方向相互平行；在所述的第二运动分支3中，所述的转动副R514的回转轴线与所述的转动副R412的回转轴线相互平行，且与所述的移动副P216的移动方向相互垂直；所述的第一运动分支2中的移动副P15的移动方向与所述的第二运动分支3中的移动副P216的移动方向相互垂直。
本实施例中，由所述的第一运动分支2和所述的第二运动分支3牵引所述的运动平台4作两个方向移动运动的运行原理如下：
当所述的运动平台4沿着平行于所述的第一运动分支2中的移动副P15所在的直线方向移动时，需同时给予所述的第一运动分支2中的移动副P15和所述的第二运动分支3中的移动副P216输入动力驱动，此时所述的运动平台4的移动运动与所述的移动副P15和所述的移动副P216都有关，因此，此时所述的运动平台4的运动状态不解耦。
当所述的运动平台4沿着平行于所述的第二运动分支3中的移动副P216所在的直线方向移动时，需锁定所述的第一运动分支2中的移动副P15，只选择第二运动分支3中的移动副P216进行驱动，此时所述的运动平台4的移动运动只与所述的移动副P216有关，与所述的移动副P15无关，所述的运动平台4的移动运动与所述的第二运动分支3中的移动副P216的移动运动呈线性关系，因此，此时所述的运动平台4的运动状态解耦。

Claims (6)

1.一种部分解耦的二自由度移动并联机构，其特征是：包括运动平台、固定平台和分别固连在运动平台和固定平台之间的第一运动分支和第二运动分支；所述的第一运动分支包括移动副P1、第一滑块、转动副R1、第一连杆、转动副R2、第二连杆和转动副R3，所述的第二连杆通过所述的转动副R3与所述的运动平台相连，所述的转动副R2连接所述的第二连杆和所述的第一连杆，所述的转动副R1连接所述的第一连杆和所述的第一滑块，所述的第一滑块通过所述的移动副P1与所述的固定平台相连；所述的第二运动分支包括转动副R4、第三连杆、转动副R5、第二滑块和移动副P2，所述的第三连杆通过所述的转动副R4与所述的运动平台相连，所述的转动副R5连接所述的第三连杆和所述的第二滑块，所述的第二滑块通过所述的移动副P2与所述的固定平台相连。
2.如权利要求1所述的部分解耦的二自由度移动并联机构，其特征是：在所述的第一运动分支中，所述的转动副R1的回转轴线与所述的转动副R2的回转轴线以及所述的转动副R3的回转轴线相互平行，且与所述的移动副P1的移动方向相互平行。
3.如权利要求1所述的部分解耦的二自由度移动并联机构，其特征是：在所述的第二运动分支中，所述的转动副R5的回转轴线与所述的转动副R4的回转轴线相互平行，且与所述的移动副P2的移动方向相互垂直。
4.如权利要求1所述的部分解耦的二自由度移动并联机构，其特征是：所述的第一运动分支中的移动副P1的移动方向与所述的第二运动分支中的移动副P2的移动方向相互垂直。
5.如权利要求1所述的部分解耦的二自由度移动并联机构，其特征是：所述的运动平台在沿着平行于所述的第一运动分支中的移动副P1所在的直线方向移动时，此时所述的运动平台的移动运动与所述的移动副P1和所述的移动副P2都有关，此时所述的运动平台的运动状态不解耦。
6.如权利要求1所述的部分解耦的二自由度移动并联机构，其特征是：所述的运动平台在沿着平行于所述的第二运动分支中的移动副P2所在的直线方向移动时，此时所述的运动平台的移动运动只与所述的移动副P2有关，与所述的移动副P1无关，所述的运动平台的移动运动与所述的第二运动分支中的移动副P2的移动运动呈线性关系，此时所述的运动平台的运动状态解耦。
CN201811078584.9A 2018-09-17 2018-09-17 一种部分解耦的二自由度移动并联机构 Active CN108858159B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811078584.9A CN108858159B (zh) 2018-09-17 2018-09-17 一种部分解耦的二自由度移动并联机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811078584.9A CN108858159B (zh) 2018-09-17 2018-09-17 一种部分解耦的二自由度移动并联机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108858159A true CN108858159A (zh) 2018-11-23
CN108858159B CN108858159B (zh) 2023-07-28

Family

ID=64324225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811078584.9A Active CN108858159B (zh) 2018-09-17 2018-09-17 一种部分解耦的二自由度移动并联机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108858159B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110450137A (zh) * 2019-08-02 2019-11-15 天津大学 一种部分解耦的二自由度转动并联机构

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN103072132A (zh) * 2013-01-14 2013-05-01 燕山大学 结构完全对称的三自由度移动解耦并联机器人机构
CN103624769A (zh) * 2013-08-21 2014-03-12 河南科技大学 二维移动二维转动无耦合并联机构
CN104626116A (zh) * 2015-01-20 2015-05-20 江南大学 一种1t&(2r)&1t四自由度解耦混联机构
CN104760037A (zh) * 2015-01-20 2015-07-08 江南大学 一种(2t)&(1t1r)四自由度解耦混联机构
CN104875188A (zh) * 2015-05-19 2015-09-02 江南大学 一种(2t1r)&2r完全各向同性混联机器人机构
CN107498541A (zh) * 2017-09-20 2017-12-22 北京航空航天大学 一种两平动一转动三自由度并联机构
CN209273432U (zh) * 2018-09-17 2019-08-20 湖南水利水电职业技术学院 一种部分解耦的二自由度移动并联机构

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN103072132A (zh) * 2013-01-14 2013-05-01 燕山大学 结构完全对称的三自由度移动解耦并联机器人机构
CN103624769A (zh) * 2013-08-21 2014-03-12 河南科技大学 二维移动二维转动无耦合并联机构
CN104626116A (zh) * 2015-01-20 2015-05-20 江南大学 一种1t&(2r)&1t四自由度解耦混联机构
CN104760037A (zh) * 2015-01-20 2015-07-08 江南大学 一种(2t)&(1t1r)四自由度解耦混联机构
CN104875188A (zh) * 2015-05-19 2015-09-02 江南大学 一种(2t1r)&2r完全各向同性混联机器人机构
CN107498541A (zh) * 2017-09-20 2017-12-22 北京航空航天大学 一种两平动一转动三自由度并联机构
CN209273432U (zh) * 2018-09-17 2019-08-20 湖南水利水电职业技术学院 一种部分解耦的二自由度移动并联机构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110450137A (zh) * 2019-08-02 2019-11-15 天津大学 一种部分解耦的二自由度转动并联机构
CN110450137B (zh) * 2019-08-02 2024-02-02 天津大学 一种部分解耦的二自由度转动并联机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN108858159B (zh) 2023-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107081760B (zh) 一种基于平动并联机构的六自由度机械臂
CN105834576A (zh) 一种冗余驱动的搅拌摩擦焊并联机器人
CN106002342A (zh) 一种五轴联动串并联机床
CN106975961A (zh) 一种长行程快速刀具伺服装置
CN204976628U (zh) 一种五自由度工业机器人
CN105666468A (zh) 一种大摆角龙门式五轴联动混联机床
CN103240614B (zh) 一种冗余驱动五轴联动混联机床
CN209273432U (zh) 一种部分解耦的二自由度移动并联机构
CN109877813A (zh) 一种大转角2t2r四自由度并联机构
CN110125918A (zh) 一种具有高刚度的两转一移冗余驱动并联机构
CN205702834U (zh) 一种冗余驱动的搅拌摩擦焊并联机器人
CN102626921B (zh) 含两自由度平面子链的无汇交轴对称两转一移并联机构
CN108858159A (zh) 一种部分解耦的二自由度移动并联机构
CN109940589A (zh) 对称两转一移完全解耦并联机构
CN207747038U (zh) 一种平面抓取机构
CN109079761B (zh) 一种含闭环支链的两转一移的并联机器人
CN208358807U (zh) 一种四轴桁架机器人
CN110181488A (zh) 一种高性能的三自由度冗余驱动完全对称并联机构
CN109571444A (zh) 一种两平移一转动的部分解耦并联机构
CN111230842B (zh) 耦合度为1但正向位置解析和运动解耦的并联操作手
CN110116400A (zh) 一种prs-pru-pur并联机构
CN106363608B (zh) 具有两种操作模式的并联机器人装置
CN108705521A (zh) 一种五轴桁架机器人
CN110238829B (zh) 一种变胞并联机器人
CN206967494U (zh) 一种基于平动并联机构的六自由度机械臂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant