CN108908295A - 一种部分解耦的rpr并联机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种部分解耦的RPR并联机构，包括定平台和动平台，定平台分别通过三条支链与动平台连接。定平台由分别位于X轴方向上的A1、A2和一般位置的A3组成，动平台的B1、B2和B3所在的轴线分别位于为Z、X和Y轴方向上。本发明公开的一种部分解耦的RPR并联机构，运动解耦、运动学、动力学、轨迹规划等问题较强耦合并联机构简单，容易控制，结构简单稳定。

Description

一种部分解耦的RPR并联机构
技术领域
本发明属于机器人领域，涉及一种部分解耦的RPR并联机构。
背景技术
并联机器人机构为空间多自由度多环闭链形式。自上世纪八十年代以来，并联机构因其具有刚度高、承载能力大、累积误差小、动态特性好、结构紧凑等特点而在虚拟轴机床、微动操作台、运动模拟器以及多维力传感器等行业领域获得广泛应用。并联机构具有2、3、4、5或6个自由度，目前，对6个自由度并联机构的研究较为全面和深入，但并联机构自由度的减少将使得机构结构更为简单，制造和控制成本相对较低，故在满足预期工作要求的情况下，少自由度并联机器人有其独特的优势。目前部分解耦的RPR并联机构较少，这类型并联机构在并联机床领域具有一定的应用前景。部分解耦的RPR并联机构具有运动学求解简单，动力学分析、轨迹规划和机构的控制相对简单。目前，关于RPR型并联机构的解耦设计方面的研究并不多见。
发明内容
本发明目的是提供一种部分解耦的RPR并联机构，解决了现有并联机构存在运动耦合，不易进行运动学分析和动力学分析的问题，从而便于对机构进行控制。
本发明所采用的技术方案是，一种部分解耦的RPR并联机构，包括定平台和动平台，定平台分别通过三条支链与动平台连接，定平台由分别位于X轴方向上的A1、A2和一般位置的A3组成，动平台的B1、B2和B3所在的轴线分别位于为Z、X和Y轴方向上。
本发明的其他特点还在于，
第一条支链包括与定平台中的A1点连接的转动副R11，转动副R11连接连杆a的一端，连杆a的另一端连接移动副P12的一端，移动副P12的另一端连接连杆b的一端，连杆b的另一端通过转轴R13连接动平台上的B1点。
第二条支链包括与定平台中的A2点连接的转动副R21，转动副R21连接连杆c的一端，连杆c的另一端连接移动副P22的一端，移动副P22的另一端连接连杆d的一端，连杆d的另一端连接转动副R23的一端，转动副R23的另一端连接连杆e的一端，连杆e的另一端连接移动副P24的一端，移动副P24的另一端与动平台上的B2点连接。
转动副R21连接有驱动电机。
第三条支链包括与定平台中的A3点连接的转动副R31，转动副R31连接连杆f的一端，连杆f的另一端连接在转动副R32上，转动副R32还与连杆g的一端连接，连杆g的另一端连接转动副R33，转动副R33还与连杆h的一端连接，连杆h连接移动副P34，移动副P34还连接连杆i的一端，连杆i的另一端连接移动副P35的一端，移动副P35的另一端连接连杆k的一端，连杆k的另一端连接移动副P36的一端，移动副P36的另一端连接平台11上的B3点。
转动副R31连接有驱动电机。
本发明的有益效果是，一种部分解耦的RPR并联机构，运动解耦、运动学、动力学、轨迹规划等问题较强耦合并联机构简单，容易控制，结构简单稳定。
附图说明
图1是本发明的一种部分解耦的RPR并联机构的结构示意图。
图中，1.连杆a，2.连杆b，3.连杆c，4.连杆d，5.连杆e，6.连杆f，7.连杆g，8.连杆h，9.连杆i，10.连杆k，11.动平台，12.定平台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种部分解耦的RPR并联机构，包括定平台12和动平台11，定平台12分别通过三条支链与动平台11连接。
定平台12由分别位于X轴方向上的A1、A2，和一般位置A3组成，动平台11的B1、B2和B3所在的轴线分别位于为Z、X和Y轴方向上。
第一条支链包括与定平台12中的A1点连接转动副R11，转动副R11连接连杆a1的一端，连杆a1的另一端连接移动副P12的一端，移动副P12的另一端连接连杆b2的一端，连杆b2的另一端通过转轴R13连接动平台上的B1点。
第二条支链包括与定平台12中的A2点连接转动副R21，转动副R21连接连杆c3的一端，连杆c3的另一端连接移动副P22的一端，移动副P22的另一端连接连杆d4的一端，连杆d4的另一端连接转动副R23的一端，转动副R23的另一端连接连杆e5的一端，连杆e5的另一端连接移动副P24的一端，移动副P24的另一端与动平台上的B2点连接。
第三条支链包括与定平台12中的A3点连接转动副R31，转动副R31连接连杆f6的一端，连杆f6的另一端连接在转动副R32上，转动副R32还与连杆g7的一端连接，连杆g7的另一端连接转动副R33，转动副R33还与连杆h8的一端连接，连杆h8连接移动副P34，移动副P34还连接连杆i9的一端，连杆i9的另一端连接移动副P35的一端，移动副P35的另一端连接连杆k10的一端，连杆k10的另一端连接移动副P36的一端，移动副P36的另一端连接动平台11上的B3点。
支链1中的移动副P12上连接有电机驱动的液压装置。
支链2中的转动副R21连接有驱动电机。
支链3中的转动副R31连接有驱动电机。
本发明的一种部分解耦的RPR并联机构的工作原理是，第一条支链中的移动副P12通过液压装置及进行驱动；第二条支链中的转动副R21设置电机，作为转动驱动副；第三条支链中的转动副R31，设置电机，作为转动驱动副。
锁定转动副R21、R31，控制P12，可实现动平台11沿P12移动方向的移动。锁定P12和R31，可实现动平台11沿动平台x轴方向的转动。锁定P12和R21，可实现动平台11沿动平台y轴方向的转动。动平台的移动输出的方向与转动副R21和移动副P12有关，动平台的移动绝对距离只与移动副P12有关，移动的方向只与转动副R21有关，动平台11的转动输出，使用xyz欧拉角表示时，沿动平台11x轴的转动角度只与驱动副R21有关，沿动平台11y轴的转动角度只与第三支链中的转动副R31的转角有关。

Claims (6)

1.一种部分解耦的RPR并联机构，其特征在于，包括定平台(12)和动平台(11)，所述定平台(12)分别通过三条支链与动平台(11)连接，所述定平台(12)由分别位于X轴方向上的A1、A2和一般位置的A3组成，所述动平台(11)的B1、B2和B3所在的轴线分别位于为Z、X和Y轴方向上。
2.如权利要求1所述的一种部分解耦的RPR并联机构，其特征在于，所述第一条支链包括与所述定平台(12)中的A1点连接的转动副R11，所述转动副R11连接连杆a(1)的一端，所述连杆a(1)的另一端连接移动副P12的一端，所述移动副P12的另一端连接连杆b(2)的一端，所述连杆b(2)的另一端通过转轴R13连接动平台上的B1点。
3.如权利要求1所述的一种部分解耦的RPR并联机构，其特征在于，所述第二条支链包括与所述定平台(12)中的A2点连接的转动副R21，所述转动副R21连接连杆c(3)的一端，所述连杆c(3)的另一端连接移动副P22的一端，所述移动副P22的另一端连接连杆d(4)的一端，所述连杆d(4)的另一端连接转动副R23的一端，所述转动副R23的另一端连接连杆e(5)的一端，所述连杆e(5)的另一端连接移动副P24的一端，所述移动副P24的另一端与所述动平台(11)上的B2点连接。
4.如权利要求3所述的一种部分解耦的RPR并联机构，其特征在于，所述转动副R21连接有驱动电机。
5.如权利要求1所述的一种部分解耦的RPR并联机构，其特征在于，所述第三条支链包括与所述定平台(12)中的A3点连接的转动副R31，所述转动副R31连接连杆f(6)的一端，所述连杆f(6)的另一端连接在转动副R32上，所述转动副R32还与连杆g(7)的一端连接，所述连杆g(7)的另一端连接转动副R33，所述转动副R33还与连杆h(8)的一端连接，所述连杆h(8)连接移动副P34，所述移动副P34还连接连杆i(9)的一端，所述连杆i(9)的另一端连接移动副P35的一端，所述移动副P35的另一端连接连杆k(10)的一端，所述连杆k(10)的另一端连接移动副P36的一端，所述移动副P36的另一端连接所述动平台(11)上的B3点。
6.如权利要求5所述的一种部分解耦的RPR并联机构，其特征在于，所述转动副R31连接有驱动电机。
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