CN110270982B - 一种并联机构搅拌机 - Google Patents

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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
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Abstract

本发明公开的一种并联机构搅拌机，包括有动平台和定平台，动平台分别通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链与定平台连接。本发明三自由度并联机构搅拌机，具有两移动和一转动，该转动为空间的球面转动，且伴随一个空间的移动运动，解决了现有搅拌结构单一的问题，使机构的输出端可实现平面移动，从而扩大了搅拌的面积。

Description

一种并联机构搅拌机
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种并联机构搅拌机。
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，具有两移动和一转动，该转动为空间的球面转动，且伴随一个空间的移动运动，这种三自由度并联机构比较少见。这类新型并联机构的工作端能够在平面上位移，从而改变搅拌的位置，在搅拌、振动筛等领域具有一定的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种并联机构搅拌机，使机构的输出端可实现平面移动，从而扩大了搅拌的面积。
本发明所采用的技术方案是，一种并联机构搅拌机，包括有动平台和定平台，动平台分别通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链与定平台连接。
本发明的特征还在于，
第一支链包括有依次连接的球副S11、第一连杆、移动副P12、第二连杆及球副S13，球副S11还与定平台连接，球副S13还与动平台连接；
移动副P12连接有液压驱动电机。
第二支链包括有依次连接的球副S21、第三连杆、移动副P22、第四连杆及球副S23，球副S21还与定平台连接，球副S23还与动平台连接；
移动副P22连接有液压驱动电机。
第三支链包括有依次连接的球副S31、第五连杆、移动副P32、第六连杆、球副S32，球副S31还与定平台连接，球副S32还与动平台连接；
移动副P32连接有液压驱动电机。
第四支链包括有依次连接的移动副P41、第七连杆、移动副P42及第八T形连杆，第八T形连杆包括有相互连接的第一横杆及第一竖杆，第一竖杆远离第一横杆的一端与移动副P42连接，第一横杆的两端分别连接有转动副R43及转动副R44；第四支链还包括有第九连杆及第十连杆；转动副R43通过第九连杆与转动副R45连接，转动副R44通过第十连杆与转动副R46连接；转动副R45及转动副R46还分别与动平台连接，移动副P41还与定平台连接。
移动副P41与移动副P42的方向垂直，转动副R43轴线与转动副R44轴线之间的距离为b，转动副R43轴线与转动副R45轴线之间的距离为a，转动副R45轴线与转动副R46轴线之间的距离为b，转动副R44轴线与转动副R46轴线之间的距离为a；转动副R43轴线旋转到转动副R45轴线的角度为α35，转动副R45轴线旋转到转动副R46轴线的角度为β56，转动副R46轴线旋转到转动副R44轴线的角度为α64，转动副R44轴线旋转到转动副R43轴线的角度为β43；满足如下关系：α35＝α64＝α，β56＝β43＝β，sinα*b＝sinβ*a。
本发明三自由度并联机构搅拌机的有益效果是，具有两移动和一转动，该转动为空间的球面转动，且伴随一个空间的移动运动，解决了现有搅拌结构单一的问题，使机构的输出端可实现平面移动，从而扩大了搅拌的面积。
附图说明
图1是本发明一种并联机构搅拌机的机构示意图。
图中，1.第一连杆，2.第二连杆，3.第三连杆，4.第四连杆，5.第五连杆，6.第六连杆，7.第七连杆，8.第八T形连杆，9.第九连杆，10.第十连杆，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。
本发明一种并联机构搅拌机，如图1所示，包括有动平台11和定平台12，动平台11分别通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链与定平台12连接；定义动平台11与第一支链连接处为A1，定义动平台11与所述第二支链连接处为A2，定义动平台11与第三支链连接处为A3，定义动平台11与第四支链连接处为O；定义定平台12与第一支链连接处为B1，定义定平台12与所述第二支链连接处为B2，定义定平台12与第三支链连接处为B3，定义定平台12与第四支链连接处为B4。动平台11为A1、A2、A3、O所在平面，定平台12为B1、B2、B3及B4所在平面。
第一支链包括有依次连接的球副S11、第一连杆1、移动副P12、第二连杆2及球副S13，球副S11还与定平台12连接，球副S13还与动平台11连接；
第二支链包括有依次连接的球副S21、第三连杆3、移动副P22、第四连杆4及球副S23，球副S21还与定平台12连接，球副S23还与动平台11连接；
第三支链包括有依次连接的球副S31、第五连杆5、移动副P32、第六连杆6、球副S32，球副S31还与定平台12连接，球副S32还与动平台11连接；
第四支链包括有依次连接的移动副P41、第七连杆7、移动副P42及第八T形连杆8，第八T形连杆8包括有相互连接的第一横杆及第一竖杆，第一竖杆远离第一横杆的一端与移动副P42连接，第一横杆的两端分别连接有转动副R43及转动副R44；第四支链还包括有第九连杆9及第十连杆10；转动副R43通过第九连杆9与转动副R45连接，转动副R44通过第十连杆10与转动副R46连接；转动副R45及转动副R46还分别与动平台11连接，移动副P41还与定平台12连接。第九连杆9通过转动副R45与动平台11相连接，第十连杆10通过转动副R46与动平台11相连接。
移动副P12连接有液压驱动电机。
移动副P22连接有液压驱动电机。
移动副P32连接有液压驱动电机。
在图1所示机构位形下，移动副P41与移动副P42的方向垂直，转动副R43轴线与转动副R44轴线之间的距离为b，转动副R43轴线与转动副R45轴线之间的距离为a，转动副R45轴线与转动副R46轴线之间的距离为b，转动副R44轴线与转动副R46轴线之间的距离为a；转动副R43轴线旋转到转动副R45轴线的角度为α35，转动副R45轴线旋转到转动副R46轴线的角度为β56，转动副R46轴线旋转到转动副R44轴线的角度为α64，转动副R44轴线旋转到转动副R43轴线的角度为β43。转动副R43、转动副R44、转动副R45及转动副R46以及第八T形连杆8、第九连杆9、第十连杆10、动平台11连接得到的四杆机构满足关系α35＝α64＝α，β56＝β43＝β，sinα*b＝sinβ*a，该条件，也称为满足Bennett机构的几何条件。
本发明的并联机构通过四条支链的设置在一定条件下通过控制移动副P12、移动副P22及移动副P32，三个移动驱动副能够使得该并联机构实现运动，即两移动和一转动，该转动为空间的球面转动，且伴随一个空间的移动运动的并联机构。这类新型并联机构的工作端能够在平面上位移，从而改变搅拌的位置，在搅拌、振动筛等领域具有一定的应用前景。

Claims (1)

1.一种并联机构搅拌机，其特征在于，包括有动平台(11)和定平台(12)，所述动平台(11)分别通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链与定平台(12)连接；
所述第一支链包括有依次连接的球副S11、第一连杆(1)、移动副P12、第二连杆(2)及球副S13，所述球副S11还与定平台(12)连接，所述球副S13还与动平台(11)连接；
所述移动副P12连接有液压驱动电机；
所述第二支链包括有依次连接的球副S21、第三连杆(3)、移动副P22、第四连杆(4)及球副S23，所述球副S21还与定平台(12)连接，所述球副S23还与动平台(11)连接；
所述移动副P22连接有液压驱动电机；
所述第三支链包括有依次连接的球副S31、第五连杆(5)、移动副P32、第六连杆(6)、球副S32，所述球副S31还与定平台(12)连接，所述球副S32还与动平台(11)连接；
所述移动副P32连接有液压驱动电机；
所述第四支链包括有依次连接的移动副P41、第七连杆(7)、移动副P42及第八T形连杆(8)，所述第八T形连杆(8)包括有相互连接的第一横杆及第一竖杆，所述第一竖杆远离第一横杆的一端与移动副P42连接，所述第一横杆的两端分别连接有转动副R43及转动副R44；所述第四支链还包括有第九连杆(9)及第十连杆(10)；所述转动副R43通过第九连杆(9)与转动副R45连接，所述转动副R44通过第十连杆(10)与转动副R46连接；所述转动副R45及所述转动副R46还分别与动平台(11)连接，所述移动副P41还与定平台(12)连接；
所述移动副P41与所述移动副P42的方向垂直，所述转动副R43轴线与所述转动副R44轴线之间的距离为b，所述转动副R43轴线与所述转动副R45轴线之间的距离为a，所述转动副R45轴线与所述转动副R46轴线之间的距离为b，所述转动副R44轴线与所述转动副R46轴线之间的距离为a；所述转动副R43轴线旋转到所述转动副R45轴线的角度为α35，所述转动副R45轴线旋转到所述转动副R46轴线的角度为β56，所述转动副R46轴线旋转到所述转动副R44轴线的角度为α64，所述转动副R44轴线旋转到所述转动副R43轴线的角度为β43；满足如下关系：α35＝α64＝α，β56＝β43＝β，sinα*b＝sinβ*a。
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