CN1785607A - 含钢丝平行四边形支链结构的空间三平动并联机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含钢丝平行四边形支链结构的空间三平动并联机构。该机构由固定架、动平台以及分别轴对称均布设置在所述的固定架与动平台之间的三条结构相同的支链构成；所述的支链，由固定设置在所述固定架上的驱动装置、一端连接所述驱动装置的输出端另一端与连接块固接的近架杆、以及一端与所述的连接块球铰接另一端与所述的动平台球铰接的远架杆构成，所述远架杆的两侧对称设置有与之平行的两根钢丝，所述钢丝的两端分别与所述的连接块和动平台球铰接。本发明的有益效果是：可提高机构的刚度，减轻相应运动部件的质量，同时还可以通过调节钢丝的长度，矫正动平台的姿态误差。

Description

含钢丝平行四边形支链结构的空间三平动并联机构
                                  技术领域
本发明涉及一种机器人，特别是涉及一种机器人的空间三平动并联机构。
                                  背景技术
根据专利US4976582(或WO8703528、EP0250470、CH672089、EP0250470、JP63501860T)可知，现有的空间对称三平动并联机构，包括三个主动支链，每条支链包括近架杆和远架杆两部分。其中近架杆一端相对于固定机架仅具有一个移动或转动自由度，另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与远架杆的一端连接；远架杆另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与动平台连接，从而限制动平台相对于固定机架的三个回转自由度。
此类机构远架杆的形式分为两种，一种为单杆形式，杆的两端通过虎克铰分别与近架杆和动平台连接；一种为由双杆构成的平行四边形，每根杆两端通过虎克铰或球铰链分别与近架杆和动平台连接。
                                  发明内容
本发明的目的就是提供一种新的远架杆与近架杆及动平台的连接形式，从而构成一种含钢丝平行四边形支链结构的空间三平动并联机构。
本发明的含钢丝平行四边形支链结构的空间三平动并联机构，由固定架、动平台以及分别轴对称均布设置在所述的固定架与动平台之间的三条结构相同的支链构成；所述的支链，由固定设置在所述固定架上的驱动装置、一端连接所述驱动装置的输出端另一端与连接块固接的近架杆、以及一端与所述的连接块球铰接另一端与所述的动平台球铰接的远架杆构成，所述远架杆的两侧对称设置有与之平行的两根钢丝，所述钢丝的两端分别通过球铰链与所述的连接块和动平台连接。
本发明中的驱动装置采用伺服电机—减速器结构；也可以采用扭矩电机驱动结构或直线电机驱动结构以及其它任意一种可实现相同运动功能的结构形式。
本发明的含钢丝平行四边形支链结构的空间三平动并联机构，与现有技术的不同之处在于：采用远架杆和平行对称设置在所述远架杆两侧具有内部拉应力的两根钢丝通过球铰链连接近架杆和动平台的方式，构成一种空间三平动并联机构。该机构的有益效果是：可提高机构的刚度，减轻相应运动部件的质量，同时还可以通过调节钢丝的长度，矫正动平台的姿态误差。
                                  附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的实施例中一条支链结构示意图。
                                具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。
如图1和图2所示，本发明的含钢丝平行四边形支链结构的空间三平动并联机构，由固定架1、动平台8和分别轴对称均匀设置在所述的固定架1和动平台8之间的三条结构相同的支链构成；所述的三条支链分别由驱动装置2、近架杆3、远架杆5和连接所述近架杆3和远架杆5的连接块4构成，所述远架杆5的两侧对称且平行设置钢丝6和钢丝7。所述支链与所述的固定架1和动平台8的连接方式是：所述的驱动装置2固定连接固定架1；所述近架杆3的一端连接所述驱动装置2的输出端，其另一端与所述的连接块4固接；所述远架杆5的一端通过球铰链5a与所述的连接块4连接，其另一端通过球铰链5b与所述的动平台8连接，对称且平行设置在所述远架杆5两侧的钢丝6和钢丝7分别通过其两端的球铰链6a、6b，7a、7b与连接块4及动平台8连接。所述的驱动装置2与固定架1的固定连接，可使其输出端为与其连接的近架杆3提供一个转动自由度；所述的远架杆5以及设置在其两侧的钢丝6和钢丝7与连接块4和动平台8的球铰接，可以限制动平台8的三个回转自由度。
本实施例中，驱动装置2采用了伺服电机一减速器的结构形式，为与其连接的近架杆3提供一个转动自由度，为了达到同样目的，还可以采用扭矩电机驱动，为与其连接的近架杆3提供一个转动自由度。在某种应用状况下，也可以采用直线电机的驱动方式，为与其连接的近架杆3提供一个移动自由度。当然，在具体实施时，采用其它任意一种可实现相同运动功能的结构形式作为驱动方式都是可以的。
本发明的含钢丝平行四边形支链结构的空间三平动并联机构，与现有技术的空间三平动并联机构相比，其不同点在于：
(1)连接块4与近架杆3采用固定连接方式；
(2)远架杆5的两端与连接块4及动平台8采用球铰链的连接方式；
(3)在远架杆两侧平行设置两根对称布置且具有内部拉应力的钢丝6和钢丝7，并使其两端通过球铰链与连接块4及动平台8连接。
本发明利用两根钢丝与远架杆通过球铰链连接近架杆和动平台的结构形式，限制动平台8的三个回转自由度，使动平台8相对固定架1仅具有空间三个平动自由度。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，采用其它形式的固定架布局、驱动装置以及铰链连接方式不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种含钢丝平行四边形支链结构的空间三平动并联机构，由固定架、动平台以及分别轴对称均布设置在所述的固定架与动平台之间的三条结构相同的支链构成；所述的支链，由固定设置在所述固定架上的驱动装置、一端连接所述驱动装置的输出端另一端与连接块固接的近架杆、以及一端与所述的连接块球铰接另一端与所述的动平台球铰接的远架杆构成，所述远架杆的两侧对称设置有与之平行的两根钢丝，所述钢丝的两端分别与所述的连接块和动平台球铰接。
2.根据权利要求1所述的空间三平动并联机构，其特征是，所述的驱动装置采用伺服电机—减速器结构。
3.根据权利要求1所述的空间三平动并联机构，其特征是，所述的驱动装置采用扭矩电机驱动结构。
4.根据权利要求1所述的空间三平动并联机构，其特征是，所述的驱动装置采用直线电机驱动结构。
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