CN211761516U - 一种部分解耦的两转动两移动并联机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于机器人技术领域。目的是提供一种部分解耦的两转动两移动并联机构，该并联机构可以实现部分解耦，减少不同运动之间的相互影响，具有制造成本低、装配简单、控制灵活、承载能力强、精度与刚度高、各向同性好的特点。技术方案是：一种部分解耦的两转动两移动并联机构，其特征在于：该并联机构包括机架、通过第五转动副连接的第一动平台和第二动平台、并联连接在机架与第一动平台之间的第一分支和第二分支以及并联连接在机架与第二动平台之间的第三分支和第四分支；四个分支结构相同。
Description
技术领域
本实用新型属于机器人技术领域，具体是一种部分解耦的两转动两移动并联机构。
背景技术
并联机构为空间多自由度多环闭链形式，主要的特征是动平台通过两条及以上的分支与机架并联而成。并联机构的结构刚度好、灵活性高、承载能力大、位置精度高。因为优点突出，并联机构在机器人领域里有着重要的地位。具体来说并联机构在机器人焊接、机器人喷涂、并联操作手等有诸多的应用，具有很好的应用前景。
两转动两移动并联机构指的是末端能输出两转动运动和两移动运动的机构，总共有四个自由度，通常需要四个分支和四个驱动(如公开号为CN208826619U的实用新型专利)。一般来讲，并联机构的输出运动是相互耦合的，即使是执行单个自由度方向上的运动也需要所有驱动一起配合运动，这使得机构的运动学模型、控制变得困难。运动解耦并联机构是指机构中存在某些自由度不需要全部驱动关节配合运动，具有这种特点的机构在运动学建模、控制方面具有独特优势。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种部分解耦的两转动两移动并联机构，该并联机构可以实现部分解耦，减少不同运动之间的相互影响，具有制造成本低、装配简单、控制灵活、承载能力强、精度与刚度高、各向同性好的特点。
本实用新型提供的技术方案是：
一种部分解耦的两转动两移动并联机构，其特征在于：该并联机构包括机架、通过第五转动副连接的第一动平台和第二动平台、并联连接在机架与第一动平台之间的第一分支和第二分支以及并联连接在机架与第二动平台之间的第三分支和第四分支；四个分支结构相同。
所述第一分支包括与机架形成闭环的第一连杆和第二连杆；所述机架与第一连杆之间依次连接有第一移动副和第一转动副；所述机架与第二连杆之间依次连接有第二移动副和第二转动副；所述第一连杆、第二连杆通过第一分支T型铰链与第一动平台连接，所述第一分支T型铰链铰接于第一连杆的铰接轴同时铰接第二连杆；
第一分支T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴轴线，垂直于第一分支T型铰链铰接于第一连杆的铰接轴轴线；所述第一移动副的移动轴线与第二移动副的移动轴线平行；所述第一转动副的转动轴线垂直于第一移动副的移动轴线，且平行于第二转动副的转动轴线以及平行于第一分支T型铰链铰接于第一连杆的铰接轴轴线。
第一分支T型铰链铰接于第一动平台铰接轴轴线，与第二分支T型铰链铰接于第一动平台的的铰接轴轴线重合；第三分支T型铰链铰接于第二动平台的铰接轴轴线，与第四分支T型铰链铰接于第二动平台的铰接轴轴线重合；所述第五转动副的转动轴线平行于第一分支T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴轴线。
所述第一移动副包括与机架固定连接的第一导轨以及与第一导轨滑动配合的第一滑块；所述第二移动副包括与机架固定连接的第二导轨以及与第二导轨滑动配合的第二滑块。
所述第一导轨与第二导轨均垂直于水平面布置。
四个分支上的第一转动副和第二转动副轴线均平行。
第一移动副与第二移动副均为驱动副；所述第一移动副与第二移动副的驱动机构均为电机带动的滚珠丝杠机构。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型可以实现两个动平台在空间上的两转动运动和两移动运动，具有制造成本低、装配简单、控制容易、刚度大、各向同性好等优点，可广泛应用于机器人焊接、机器人喷涂、并联操作手等领域，具有良好的市场前景。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图。
图2为所述第一分支的立体结构示意图。
附图标记：
2、第一动平台；3、第二动平台；11、机架；12、第一滑块；13、第二滑块；14、第一连杆；15、第二连杆；16、第一分支T型铰链；R1、第一转动副；R2、第二转动副；R3、第一分支T型铰链铰接于第一连杆的铰接轴；R4、第一分支T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴；R5、第五转动副；R6、第三分支T型铰链铰接第二动平台的铰接轴；R7、第二分支T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴；R8、第四分支T型铰链铰接于第二动平台的铰接轴。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
如图所示的部分解耦的两转动两移动并联机构，包括机架11、第一动平台2、第二动平台3和四个分支(即第一分支、第二分支、第三分支和第四分支)。所述第一动平台和第二动平台均为平板结构；第一动平台和第二动平台通过第五转动副R5连接。所述第一分支和第二分支并联连接在机架与第一动平台之间。所述第三分支和第四分支并联连接在机架与第二动平台之间。本实施例中，第一动平台和第二动平台结构相同，四个分支结构相同，四个分支对称连接在两个动平台上。工作时，执行件(图中未显示)固定在第一动平台和/或第二动平台上。
第一分支的结构如下：
第一分支包括与机架形成闭环的第一连杆14和第二连杆15。所述机架与第一连杆之间依次连接有第一移动副和第一转动副R1；所述机架与第二连杆之间依次连接有第二移动副和第二转动副R2；所述第一移动副包括与机架固定连接的第一导轨(图中未显示)以及与第一导轨滑动配合的第一滑块12；所述第二移动副包括与机架固定连接的第二导轨(图中未显示)以及与第二导轨滑动配合的第二滑块13。优选地，第一导轨与第二导轨均垂直于水平面布置。
所述第一移动副的移动轴线与第二移动副的移动轴线平行(均垂直于水平面布置)；所述第一转动副的转动轴线垂直于第一移动副的移动轴线(即第一转动副的转动轴线水平布置)；所述第一转动副的转动轴线平行于第二转动副的转动轴线。
所述第一连杆、第二连杆和第一动平台之间通过第一分支T型铰链16一体连接(每个T型铰链均设置有相互垂直且相交的两个铰接轴)；其中，T型铰链铰接于第一连杆的铰接轴R3同时铰接于第二连杆；所述T型铰链铰接于第一连杆的铰接轴轴线平行于第一转动副R1的转动轴线；T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴R4轴线垂直于T型铰链铰接于第一连杆的铰接轴R3。
其余分支(第二分支、第三分支以及第四分支)的结构(包括自身结构与与外部连接结构)均与第一分支的上述结构相同，不再细述。
第一分支T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴R4轴线，与第二分支T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴轴线R7重合；第三分支T型铰链铰接于第二动平台的铰接轴R6轴线，与第四分支T型铰链铰接于第二动平台的铰接轴R8轴线重合；第五转动副R5的转动轴线平行于T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴R4轴线。
所述四个分支上的第一转动副和第二转动副轴线均平行，第一移动副与第二移动副均为驱动副。优选地，第一移动副与第二移动副的驱动机构均为电机带动的滚珠丝杠机构(图中未显示)。当驱动副运动时，第一动平台和第二动平台可作两转动两移动四自由度运动。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种部分解耦的两转动两移动并联机构，其特征在于：该并联机构包括机架(11)、通过第五转动副(R5)连接的第一动平台(2)和第二动平台(3)、并联连接在机架与第一动平台之间的第一分支和第二分支以及并联连接在机架与第二动平台之间的第三分支和第四分支；四个分支结构相同。
2.根据权利要求1所述的部分解耦的两转动两移动并联机构，其特征在于：所述第一分支包括与机架形成闭环的第一连杆(14)和第二连杆(15)；所述机架与第一连杆之间依次连接有第一移动副和第一转动副(R1)；所述机架与第二连杆之间依次连接有第二移动副和第二转动副(R2)；所述第一连杆、第二连杆通过第一分支T型铰链(16)与第一动平台连接，所述第一分支T型铰链铰接于第一连杆的铰接轴(R3)同时铰接第二连杆；
第一分支T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴(R4)轴线垂直于第一分支T型铰链铰接于第一连杆的铰接轴(R3)轴线；所述第一移动副的移动轴线与第二移动副的移动轴线平行；所述第一转动副的转动轴线垂直于第一移动副的移动轴线，且平行于第二转动副的转动轴线以及平行于第一分支T型铰链铰接于第一连杆的铰接轴轴线。
3.根据权利要求2所述的部分解耦的两转动两移动并联机构，其特征在于：第一分支T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴(R4)轴线与第二分支T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴(R7)轴线重合；第三分支T型铰链铰接于第二动平台的铰接轴(R6)轴线，与第四分支T型铰链铰接于第二动平台的铰接轴(R8)轴线重合；所述第五转动副的转动轴线平行于第一分支T型铰链铰接于第一动平台的铰接轴(R4)轴线。
4.根据权利要求3所述的部分解耦的两转动两移动并联机构，其特征在于：所述第一移动副包括与机架固定连接的第一导轨以及与第一导轨滑动配合的第一滑块(12)；所述第二移动副包括与机架固定连接的第二导轨以及与第二导轨滑动配合的第二滑块(13)。
5.根据权利要求4所述的部分解耦的两转动两移动并联机构，其特征在于：所述第一导轨与第二导轨均垂直于水平面布置。
6.根据权利要求5所述的部分解耦的两转动两移动并联机构，其特征在于：四个分支上的第一转动副和第二转动副轴线均平行。
7.根据权利要求6所述的部分解耦的两转动两移动并联机构，其特征在于：第一移动副与第二移动副均为驱动副；所述第一移动副与第二移动副的驱动机构均为电机带动的滚珠丝杠机构。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201922128106.0U CN211761516U (zh) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | 一种部分解耦的两转动两移动并联机构 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201922128106.0U CN211761516U (zh) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | 一种部分解耦的两转动两移动并联机构 |
Publications (1)
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| CN211761516U true CN211761516U (zh) | 2020-10-27 |
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ID=72960617
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110962113A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-04-07 | 浙江理工大学 | 一种部分解耦的两转动两移动并联机构 |
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2019
- 2019-12-03 CN CN201922128106.0U patent/CN211761516U/zh active Active
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