CN2309932Y - 一种三自由度并联机器人机构 - Google Patents

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胡明
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Abstract

一种三自由度并联机器人机构属于工业机器人领域,由活动平台、固定平台、驱动杆、移动副和平行机构组成,平行机构由从动平台和支撑杆构成,并固定在活动平台与固定平台之间,该机构具有正、反计算极为简单、易于实时控制,实际运动不存在死点,使用可靠,承受负载合理,作业空间大等优点。

Description

一种三自由度并联机器人机构
本实用新型属于工业机器人的机构。
现有的三自由度并联机器人机构一般为三根并联安装的长度可变化的杆件将运动平台连接在固定平台上，每个杆件用转动副和固定平台相连，用球铰和活动平台连接，通过移动副改变各杆件的长度，可以调整运动平台的位置和姿态，移动副由液压缸或电机驱动的丝杠构成。这种机器人机构只有一个平动和两个转动自由度，且正反解的计算也较复杂，应用受到限制，一般不作为独立机构应用。
本实用新型的目的在于提供一种结构简单，运动学和力学正反计算极为简单，易于实现实时控制及作业空间大的三自由度并联机器人机构。
本实用新型由活动平台、固定平台、平行机构和驱动杆等部分构成。三根并联安装的驱动杆和平行机构将活动平台连接在固定平台上，每个驱动杆两端分别用球铰和固定平台、活动平台连接，通过移动副改变各驱动杆的长度，可以调整活动平台的位置，移动副由液压缸和电机驱动的丝杠构成，三个驱动杆控制活动平台的三个平动自由度，平行机构限制三个转动自由度。
本实用新型的平行机构是由从动平台和支撑杆构成，从动平台为圆盘，其周边通过虎克铰或球铰与支撑杆联接，再分别将上、下两组支撑杆的顶端和底端与活动平台和固定平台相连接。
下面结合附图和实施例详细叙述本实用新型的构成。
图1、图2、图3为本实用新型三种不同实现方式的结构示意图。
图中：(1)固定平台、(2)驱动杆、(3)从动平台、(4)球铰、(5)活动平台、(6)移动副、(7)虎克铰、(8)支撑杆。
实施例1，如图1所示：固定平台(1)保持不动，活动平台(5)可作平动，即有三个移动自由度，用6个球铰(4)把驱动杆(2)和活动平台(5)、固定平台(1)相联接，移动副(6)由丝杠和液压油缸构成，通过移动副(6)驱动，以控制活动平台的三个移动自由度。6根固定长的支撑杆(8)分成上下两组和一个从动平台(3)用虎克铰(7)连接构成平行机构，再将平行机构上下两组支撑杆的端部用虎克铰分别与活动平台和固定平台连接，活动平台(5)和从动平台(3)之间的3个支撑杆相互平行，固定平台(1)和从动平台(3)之间的3个支撑杆相互平行，以约束活动平台相对固定平台作平动。
实施例2，如图2所示：平行机构由8根支撑杆(8)和一个从动平台(3)用球铰(4)按图2方式连接构成。8根支撑杆分上下两组，每组长度相等且相互平行，再将此平行机构上、下两组支撑杆的端部用球铰分别与活动平台和固定平台连接。可约束活动平台相对固定平台作平动，即有三个移动自由度。
实施例3，如图3所示：平行机构用6根支撑杆(8)和三个从动平台(3)用球铰(4)按图3方式连接构成，6根支撑杆分为上、下两组，每组长度相等且相互平行，再将此平行机构上、下两组支撑杆的端部用球铰分别与活动平台和固定平台连接，可约束活动平台相对固定平台作平动，即有三个移动自由度。
本实用新型具有正、反计算极为简单、易于实时控制；机构在实际运动中不存在死点，使用可靠；承受负载合理(平行机构承受扭矩、驱动杆承受力)；作业空间大等优点。

Claims (3)

1、一种包含有活动平台、固定平台、驱动杆、移动副在内的三自由度并联机器人机构，其特征在于该机构还含有平行机构，平行机构由从动平台和支撑杆构成，并固定在活动平台与固定平台之间。
2、如权利要求1所述的三自由度并联机器人机构，其特征在于所说的平行机构有三种实现方式：
a、6根固定长的支撑杆分成上、下两组和一个从动平台用虎克铰连接，再将此平行机构上、下两组支撑杆的端部用虎克铰分别与活动平台和固定平台连接，活动平台和从动平台之间的3根支撑杆相互平行，固定平台和从动平台之间的3根支撑杆相互平行；
b、8根支撑杆和一个从动平台用球绞连接构成，8根支撑杆分成上、下两组，每组长度相等且相互平行，再将此平行机构上、下两组支撑杆的端部用球铰分别与活动平台和固定平台相连接；
c、6根支撑杆和三个从动平台用球铰连接，6根支撑杆分为上、下两组，每组长度相等且相互平行，再将此平行机构上、下两组支撑杆的端部用球铰分别与活动平台和固定平台连接。
3、如权利要求1、2所述的三自由度并联机器人机构，其特征在于所说的构成平行机构的从动平台为圆盘状。
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