CN110142743B - 一种零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机械手 - Google Patents

一种零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机械手 Download PDF

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Abstract

一种零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机械手，包含一条混合支链、一条无约束支链(P3‑S1‑S2)、动平台(1)和静平台(0)，混合支链包含由移动副一(P1)和4个转动副的平行四边形(Ra‑Rb‑Rc‑Rd)串联组成的分支，该分支又与移动副二(P2)及两个平行轴线的转动副一(R2)、转动副二(R1)串联组成的分支，串接构成一个平面机构，该平面机构的平动输出杆(2)上又串联一个转动副三(R3)；而动平台(1)的一端连接混合支链上的转动副三(R3)，另一端连接无约束支链(P3‑S1‑S2)的外端球副(S2)。

Description

一种零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机 械手
技术领域
本发明涉及一种并联机器人机械手，也就是说，为并联机器人领域等提供一个新的、零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机械手。
背景技术
并联结构的操作手已得到了工业应用，例：三平移的Delta操作手，以及三平移一转动的操作手，如H4、I4、Par4、Cross-IV，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；而专利201210435375.1、201510564382.5、201510567133.1、201510564195.7、201510566039.4、201510566840.9等，也公开了一批三平移一转动并联机器人的新机型。
对两平移一转动并联机构，国内外学者已作了较多的研究。Li等研究了含有球面支链或平行子支链的2T1R空间机构；Huang.Z、Kong、杨宁等利用螺旋理论对2T1R型并联机构进行了型综合；Liu等提出一组新型2T1R型并联机构，相比于原先的2T1R型并联机构，此类型机构运动学求解更简单，构造更简单，能耗更少；Gogu.G等提出一组含有分叉的空间运动的2T1R并联机构。
但具有解析式位置正解的两平移一转动并联机构还不多。因此，要提出新的零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机构。
发明内容
本发明的目的是要克服现有技术的不足，而提供一个新的零耦合度两平移一转动并联机械手，这个机构具有结构简单、零耦合度、解析式运动学正解、动力学分析方便等优点。
本发明的技术方案是，一种零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机械手，包含一条混合支链、一条无约束支链(P3-S1-S2)、动平台(1)和静平台(0)，其特征在于，混合支链包含由移动副一(P1)和4个转动副的平行四边形(Ra-Rb-Rc-Rd)串联组成的分支，该分支又与移动副二(P2)及两个平行轴线的转动副一(R2)、转动副二(R1)串联组成的分支，串接构成一个平面机构，该平面机构的平动输出杆(2)上又串联一个转动副三(R3)；而动平台(1)的一端连接该混合支链上的转动副三(R3)，另一端连接无约束支链(P3-S1-S2)的外端球副(S2)。
进一步，静平台(0)上的三个移动副可替换为转动副。
这种两平移一转动并联机械手，其耦合度为零，且具有解析式位置正解。
附图说明
附图1为本发明的两个实施例的结构示意图。
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。
图1所示的并联机构可为本发明的实施例，其技术方案是这样的：一种零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机械手，包含一条混合支链、一条无约束支链P3-S1-S2、动平台1和静平台0，混合支链包含由移动副一P1和4个转动副的平行四边形Ra-Rb-Rc-Rd串联组成的分支，该分支又与移动副二P2及两个平行轴线的转动副一R2、转动副二R1串联组成的分支，串接构成一个平面机构，该平面机构的平动输出杆2上又串联一个转动副三R3；而动平台1的一端连接该混合支链上的转动副三R3，另一端连接无约束支链P3-S1-S2的外端球副S2。进一步，静平台0上的三个移动副可替换为转动副。
这种两平移一转动并联机械手，结构简单，零耦合度，具有解析式运动学正解，因此，动力学分析、求解容易方便。

Claims (3)

1.一种零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机械手，包含一条混合支链、一条无约束支链P3-S1-S2、动平台(1)和静平台(0)，其特征在于，混合支链包含由移动副一(P1)和4个转动副的平行四边形(Ra-Rb-Rc-Rd)串联组成的分支，该分支又与移动副二(P2)及两个平行轴线的转动副一(R2)、转动副二(R1)串联组成的分支，串接构成一个平面机构，该平面机构的平动输出杆(2)上又串联一个转动副三(R3)；而动平台(1)的一端连接该混合支链上的转动副三(R3)，另一端连接无约束支链P3-S1-S2的外端球副(S2)。
2.按权利要求1所述的零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机械手，其特征在于，静平台(0)上的三个移动副可替换为转动副。
3.按权利要求1和2所述的零耦合度具有解析式位置正解的两平移一转动并联机械手，其耦合度为零，且具有解析式位置正解。
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