CN2700063Y - 三自由度移动并联机器人机构 - Google Patents

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罗小年
陈新
姜永军
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Abstract

本实用新型属于工业机器人领域，其目的在于提供一种三自由度移动并联机器人机构，该机构中连接固定平台与动平台的两条运动支链的结构不相同，其中一条支链为由主动滑块、从动滑块、连接板、连杆所组成的平行四边形机构，其与固定平台相联接的运动副为移动副，与动平台相联接的运动副为圆柱副，运动支链的中间运动副是转动副，另一条支链由两个转动副与一个圆柱副三者轴线相互平行串联而成，当机构运动时，动平台作三维移动的三自由度的运动；本实用新型具有高精度、结构简单、制造成本低、重量轻等优点。

Description

三自由度移动并联机器人机构
技术领域
本实用新型属于工业机器人领域，特别涉及三自由度移动并联机器人机构。
背景技术
并联机构是由多个并行链构成的闭环运动系统，即由多个运动链的一端同时与一个具有多个自由度的终端操作器相连而构成。并联机构具有以下优点：较高的刚度重量比；较高的载荷重量比；误差小，精度高；易于将电动机置于机座上，减小了运动负荷，能够高速运动；在位置求解上，并联机构反解容易；结构简单，模块化程度高。
近年来人们把注意力转向了少自由度(动平台运动自由度数目少于6)的并联机构。如在轻工、医药、食品和电子等行业的自动化生产线中，诸如晶片粘片机的焊头机构、晶园送进机构、SMT(表面贴装)的PCB(印刷电路板)的贴片机构等，焊头是两自由度传动机构，如再采用多自由度并联机构就显得没有必要，或制造成本太高。
根据有关文献，少自由度的并联机构占现有公开的并联机构的60％，其中约有40％为三自由度并联机构。三自由度的并联机构有的是球面机构，有的为平面机构，有的为三维纯移动机构，还有的是在空间不同的点其运动很难确定的空间机构。如国内外研究已久的3-RPS并联机构，此机构的运动平台是通过三个完全相同的分支与机架相连接，每个分支与动平台连接的运动副为三自由度球铰链S、与机架相连的运动副为转动副R，通过三个分支的伸缩来实现运动平台相对机架的两个转动、一个移动的运动，由于此机构动平台上的参考点在空间不同的位置其两个转动的轴线不能任意或很难给出，因此该机构在实际中很难得到应用。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种空间三维移动的并联机构，本实用新型的三维移动并联机器人机构具有高精度、高刚度、结构简单等优点。
本实用新型的技术方案是：该机构由固定平台1与动平台10及连接固定平台1与动平台10的运动支链所组成，其特征在于：两条运动支链的结构不相同，其中一条支链中连接板3连接主动滑块4与从动滑块2，由主动滑块4、从动滑块2、连接板3、连杆8、连杆7所组成的支链为平行四边形机构，其与固定平台1相联接的运动副为移动副5，与动平台10相联接的运动副为圆柱副9，运动支链的中间运动副是转动副6，另一条支链中与动平台10相联接的运动副为圆柱副11，与固定平台1相联接的运动副为转动副15，中间运动副为转动副13，圆柱副11与转动副13之间为连杆12，转动副13与转动副15之间为连杆14，当机构运动时，动平台作三维移动的三自由度的运动。
该机构在一条运动支链中，圆柱副9的轴线与动平台10共面或平行，该轴线与转动副6的轴线平行，与移动副5的轴线相垂直，另一条支链中转动副15、转动副13与圆柱副11三者轴线相互平行且与圆柱副9的轴线垂直。
本实用新型的有益效果是：具有高精度、高刚度、结构简单、制造成本低、重量轻等优点。
附图说明：
图1为三自由度移动并联机器人机构实施例之一的示意图。
图2为三自由度移动并联机器人机构实施例之二的示意图。
图中1.固定平台  2.从动滑块  3.连接板  4.主动滑块
    5.移动副  6.转动副  7.连杆  8.连杆  9.圆柱副
  10.动平台  11.圆柱副  12.连杆  13.转动副  14.连杆
15.转动副
具体实施方式
下面给出本实用新型实施的优选方案，并结合附图加以说明。
实施例1：三自由度移动并联机器人机构，由固定平台1与动平台10及连接固定平台与动平台的两条结构不相同的运动支链组成。其中一条支链中连接板3连接主动滑块4与从动滑块2，使从动滑块2与主动滑块4具有相同的运动，由主动滑块4、从动滑块2、连接板3、连杆8、连杆7所组成的支链为平行四边形机构，其与固定平台1相联接的运动副为移动副5，与动平台10相联接的运动副为圆柱副9，运动支链的中间运动副是转动副6，在该运动支链中，圆柱副9的轴线与动平台10共面或平行，该轴线与转动副6的轴线平行，与移动副5的轴线相垂直，另一条支链中与动平台10相联接的运动副为圆柱副11，与固定平台1相联接的运动副为转动副15，中间运动副为转动副13，圆柱副11与转动副13之间为连杆12，转动副13与转动副15之间为连杆14，转动副15、转动副13与圆柱副11三者轴线相互平行且与圆柱副9的轴线垂直，当机构运动时，动平台作三维移动的三自由度的运动。
实施例2：本实施例的总体结构如图2所示，图2所示的机构为图1所示机构去除连杆8、从动滑块2、连接板3所得到。当机构运动时，动平台作三维移动的三自由度的运动。

Claims (2)

1.一种三自由度移动  并联机器人机构，该机构由固定平台(1)与动平台(10)及连接固定平台(1)与动平台(10)的运动支链所组成，其特征在于：两条运动支链的结构不相同，其中一条支链中连接板(3)连接主动滑块(4)与从动滑块(2)，由主动滑块(4)、从动滑块(2)、连接板(3)、连杆(8)、连杆(7)所组成的支链为平行四边形机构，其与固定平台(1)相联接的运动副为移动副(5)，与动平台(10)相联接的运动副为圆柱副(9)，运动支链的中间运动副是转动副(6)，另一条支链中与动平台(10)相联接的运动副为圆柱副(11)，与固定平台(1)相联接的运动副为转动副(15)，中间运动副为转动副(13)，圆柱副(11)与转动副(13)之间为连杆(12)，转动副(13)与转动副(15)之间为连杆(14)，当机构运动时，动平台作三维移动的三自由度的运动。
2.根据权利要求1所述的三自由度移动  并联机器人机构，其特征在于：在一条运动支链中，圆柱副(9)的轴线与动平台(10)共面或平行，该轴线与转动副(6)的轴线平行，与移动副(5)的轴线相垂直，另一条支链中转动副(15)、转动副(13)与圆柱副(11)三者轴线相互平行且与圆柱副(9)的轴线垂直。
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