CN202071067U - 一种五自由度空间混联操作平台 - Google Patents

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邓嘉鸣
王玮
沈惠平
丁少华
孟庆梅
唐玲
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Changzhou University
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Changzhou Second2none Machine Vision Systems Co Ltd
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Abstract

一种五自由度空间混联操作平台，它包括上动平台(1)、Y向滑板(2)、X向滑板(3)、机架(0)、支链一(S2P6)、支链二(S3P7R8)、支链三(S7P8S8)，支链一(S2P6)、支链二(S3P7R8)和支链三(S7P8S8)并联地连接在上动平台(1)与Y向滑板(2)之间；支链一(S2P6)中杆一(4)的上端以球副一(S2)与上动平台(1)连接，而下端与Y向滑板(2)构成移动副一(P6)；支链二(S3P7R8)中杆二(5)的上端以球副二(S3)与上动平台(1)连接后，下端又与杆三(6)以移动副二(P7)连接，而杆三(6)的另一端再以转动副一(R8)与Y向滑板(2)连接；支链三(S7P8S8)中杆四(7)的上端以球副三(S7)与上动平台(1)连接后，另一端又与杆五(8)以移动副三(P8)连接，而杆五(8)再以球副四(S8)与Y向滑板(2)连接；支链一(S2P6)与支链二(S3P7R8)组成一平面回路；进一步，Y向滑板(2)与固定在X向滑板(3)上的Y向导轨(9)构成移动副四(P4)，而X向滑板(3)又与固定在机架(0)上的X向导轨(10)构成移动副五(P5)。这里，移动副一(P6)、移动副二(P7)、移动副三(P8)、移动副四(P4)、移动副五(P5)为驱动副。该平台具有作业范围大、定位准确、刚度好、制造方便、控制解耦等优点，既可用于各种检测、加工等操作时的定位功能，也可用于变自由度的空间运动操作。

Description

一种五自由度空间混联操作平台
技术领域
本发明涉及一种五自由度空间混联操作平台，具体地说是为产品检测、加工和空间运动操作提供一种新型高效的多自由度混联式运动平台。
背景技术
目前，国内针对LCD液晶面板、太阳能电池组件、平板显示器、印刷电路板等光电产品的光学检测，大多采用人工方式检测，即检测人员用手托起产品，从不同的方位和角度，辅助以灯光照明才能检出，费时费力，检测效率低下，准确性不高。国外的光电产品检测，如德国Graphikon公司，常采用直角坐标机器人或多个转动关节的机器人带动面阵相机，对组件进行扫描，但由于相机运动，其标定复杂困难，检测效率低。同时，现代制造业中的机械加工或其他工艺操作，也常需要装夹工件的平台产生各种变化的位置、姿态、及空间运动，以减少辅助装夹过程和时间，提高加工、操作效率。
因此，为产品检测、加工和空间运动操作提供一种新型高效的多自由度混联式且控制解耦的运动平台，十分必要。
发明内容
本发明提供的一种五自由度空间混联操作平台，其技术方案是：它包括上动平台(1)、Y向滑板(2)、X向滑板(3)、机架(0)、支链一(S2P6)、支链二(S3P7R8)、支链三(S7P8S8)，支链一(S2P6)、支链二(S3P7R8)和支链三(S3P7R8)并联地连接在上动平台(1)与Y向滑板(2)之间；支链一(S2P6)由球副一(S2)、杆一(4)、移动副一(P6)组成，杆一(4)的上端以球副一(S2)与上动平台(1)连接，而下端与Y向滑板(2)构成移动副一(P6)；支链二(S3P7R8)由球副二(S1)、杆二(5)、移动副二(P7)、杆三(6)、转动副一(R8)组成，杆二(5)的上端以球副二(S3)与上动平台(1)连接后，下端又与杆三(6)以移动副二(P7)连接，而杆三(6)的另一端再以转动副一(R8)与Y向滑板(2)连接；支链三(S7P8S8)由球副三(S7)、杆四(7)、移动副三(P8)、球副四(S8)组成，杆四(7)的上端以球副三(S7)与上动平台(1)连接后，另一端又与杆五(8)以移动副三(P8)连接，而杆五(8)再以球副四(S8)与Y向滑板(2)连接；支链一(S2P6)与支链二(S3P7R8)组成一平面回路；进一步，Y向滑板(2)与固定在X向滑板(3)上的Y向导轨(9)构成移动副四(P4)，而X向滑板(3)又与固定在机架(0)上的X向导轨(10)构成移动副五(P5)。
同时，支链二(S3P7R8)中的移动副二(P7)与转动副一(R8)的位置可以对换；支链三(S7P8S8)中的移动副三(P8)与球副四(S8)的位置可以对换，且球副四(S8)可以用一个万向节替代；Y向滑板(2)、X向滑板(3)的直线移动方向可以相互垂直，也可以为任意夹角。进一步，移动副一(P6)、移动副二(P7)、移动副三(P8)、移动副四(P4)、移动副五(P5)为驱动副，它们的驱动方式可以是同步带驱动、丝杠驱动、齿条驱动或钢丝绳驱动。
该平台具有作业范围大、定位准确、刚度好、制造方便、控制解耦等优点，既可用于各种检测、加工等操作时的定位功能，也可用于变自由度的空间运动操作。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明五自由度空间混联操作平台的一个实施例，其技术方案是：一种五自由度空间混联操作平台，它包括上动平台1、Y向滑板2、X向滑板3、机架0、支链一S2P6、支链二S3P7R8、支链三S7P8S8，支链一S2P6、支链二S3P7R8和支链三S7P8S8并联地连接在上动平台1与Y向滑板2之间；支链一S2P6由球副一S2、杆一4、移动副一P6组成，杆一4的上端以球副一S2与上动平台1连接，而下端与Y向滑板2构成移动副一P6；支链二S3P7R8由球副二S1、杆二5、移动副二P7、杆三6、转动副一R8组成，杆二5的上端以球副二S3与上动平台1连接后，下端又与杆三6以移动副二P7连接，而杆三6的另一端再以转动副一R8与Y向滑板2连接；支链三S7P8S8由球副三S7、杆四7、移动副三P8、球副四S8组成，杆四7的上端以球副三S7与上动平台1连接后，另一端又与杆五8以移动副三P8连接，而杆五8再以球副四S8与Y向滑板2连接；支链一S2P6与支链二S3P7R8组成一平面回路；进一步，Y向滑板2与固定在X向滑板3上的Y向导轨9构成移动副四P4，而X向滑板3又与固定在机架0上的X向导轨10构成移动副五P5。
其中，支链二S3P7R8中的移动副二P7与转动副一R8的位置可以对换，支链三S7P8S8中的移动副三P8与球副四S8的位置可以对换，且球副四S8可以用一个万向节替代；Y向滑板2与X向滑板3的直线移动方向相互垂直。
移动副一P6、移动副二P7、移动副三P8、移动副四P4、移动副五P5为驱动副，具体的驱动方式可以是同步带驱动、丝杠驱动、齿条驱动或钢丝绳驱动。
其工作原理是：被检测、加工、操作对象与上动平台1固定，当上述五个驱动副运动时，动平台1产生沿X、Y、Z轴向的移动和绕X、Y轴的转动，从而满足最多五自由度运动的需要。
该平台作业范围大、定位准确、刚度好、制造方便、控制解耦，既可用于各种检测、加工等操作时的定位功能，也可用于变自由度的空间运动操作。

Claims (3)

1.一种五自由度空间混联操作平台，它包括上动平台(1)、Y向滑板(2)、X向滑板(3)、机架(0)、支链一(S2P6)、支链二(S3P7R8)、支链三(S7P8S8)，其特征在于支链一(S2P6)、支链二(S3P7R8)和支链三(S7P8S8)并联地连接在上动平台(1)与Y向滑板(2)之间；支链一(S2P6)由球副一(S2)、杆一(4)、移动副一(P6)组成，杆一(4)的上端以球副一(S2)与上动平台(1)连接，而下端与Y向滑板(2)构成移动副一(P6)；支链二(S3P7R8)由球副二(S1)、杆二(5)、移动副二(P7)、杆三(6)、转动副一(R8)组成，杆二(5)的上端以球副二(S3)与上动平台(1)连接后，下端又与杆三(6)以移动副二(P7)连接，而杆三(6)的另一端再以转动副一(R8)与Y向滑板(2)连接；支链三(S7P8S8)由球副三(S7)、杆四(7)、移动副三(P8)、球副四(S8)组成，杆四(7)的上端以球副三(S7)与上动平台(1)连接后，另一端又与杆五(8)以移动副三(P8)连接，而杆五(8)再以球副四(S8)与Y向滑板(2)连接；支链一(S2P6)与支链二(S3P7R8)组成一平面回路；进一步，Y向滑板(2)与固定在X向滑板(3)上的Y向导轨(9)构成移动副四(P4)，而X向滑板(3)又与固定在机架(0)上的X向导轨(10)构成移动副五(P5)。
2.按权利要求1所述的五自由度空间混联操作平台，其特征在于支链二(S3P7R8)中的移动副二(P7)与转动副一(R8)的位置可以对换；支链三(S7P8S8)中的移动副三(P8)与球副四(S8)的位置可以对换，且球副四(S8)可以用一个万向节替代；Y向滑板(2)、X向滑板(3)的直线移动方向可以相互垂直，也可以为任意夹角。
3.按权利要求1、2所述的五自由度空间混联操作平台，其特征在于，移动副一(P6)、移动副二(P7)、移动副三(P8)、移动副四(P4)、移动副五(P5)为驱动副，它们的驱动方式可以是同步带驱动、丝杠驱动、齿条驱动或钢丝绳驱动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102211329A (zh) * 2011-06-02 2011-10-12 常州大学 一种五自由度空间混联操作平台
CN109494441A (zh) * 2018-10-29 2019-03-19 燕山大学 并联式绳驱动天线座机构

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