WO2012088976A1 - 一种具有三维平动一维转动的并联机构 - Google Patents

一种具有三维平动一维转动的并联机构 Download PDF

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Description

一种具有三维平动一维转动的并联机构
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具有空间三维平动一维转动的并联 机构。 背景技术
根据专利 US20090019960A1和 EP1084802B1可知， 现有的可实现三维平动一维转动 的并联机构， 包括四个主动支链和一个动平台， 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， 从而保证机构的平动； 动平台由四个部件组成， 其中两个部件需相互平行， 另 外两个部件与前述两个相互平行的部件通过转动铰链连接， 通过部件之间的相互转动可实 现绕垂直于动平台的轴线的转动自由度， 同时配以相应的放大机构可扩大转角范围。 上述 机构的局限性在于： 只能实现绕垂直于动平台轴线的转动并且放大机构增加了动平台的重 量， 不利于提高机构效率。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种动平台力传递效果好且设计轻 巧的具有三维平动一维转动的并联机构。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是： 一种具有三维平动一 维转动的并联机构， 包括固定架、 动平台以及对称布置在所述固定架与动平台之间的四条 结构相同的支链； 每条支链包括近架杆和两个平行且等长的远架杆， 所述近架杆一端与固 定在固定架上的驱动端固接， 另一端与上连接轴固接； 所述远架杆一端与所述上连接轴球 铰接， 另一端与固接在所述动平台上的下连接轴球铰接； 所述动平台包括同中心线且水平 布置的主平台和副平台， 所述主平台和所述副平台的两端分别连接有相对的所述下连接 轴， 所述主平台为封闭结构， 所述副平台嵌入在所述主平台内部， 所述主平台和所述副平 台通过转动机构连接， 所述转动机构包括固接于副平台上的螺母和通过轴承转动连接在所 述主平台上的丝杠， 所述螺母和丝杠构成螺旋副， 所述丝杠的中心线与所述动平台的垂直 轴线重合， 所述主平台上固接有导向杆， 所述副平台滑动连接在所述导向杆上。 本发明具有的优点和积极效果是： 结构简单紧凑， 运动方式明确， 可满足复杂抓放操 作的要求。 由于驱动端的对称分布， 可提高机构在整个工作空间的刚度， 将副平台嵌入主 平台中封闭式导向机构的导向性好， 以及主、 副动平台设计轻巧， 有利于提高机构的稳定 性， 实现高速运动。 附图说明
图 1为本发明的结构示意图；
图 2为本发明中动平台的结构示意图。 图中： 1、 固定架， 2、 伺服电机， 3、 减速器， 4、 近架杆， 5、 上连接轴， 6a、 6b、 远架杆， 7、 动平台， 8、 主平台， 9、 副平台， 10、 丝杠， 11、 螺母， 12、 滑动轴承， 13、 导向杆， 14、 下连接轴， 15、 吸盘。 具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、 特点及功效， 兹例举以下实施例， 并配合附图详 细说明如下：
请参阅图 1， 一种具有三维平动一维转动的并联机构， 包括固定架 1、 伺服电机 2、 减 速器 3、 动平台 7以及对称布置在所述固定架 1与动平台 7之间的四条结构相同的支链构 成； 每条支链由近架杆 4、 上连接轴 5、 两个相互平行且等长的远架杆 6a和远架杆 6b构 成。 所述近架杆 4的一端与固定于固定架 1的减速器 3的输出端固接， 该减速器的另一端 与所述伺服电机 2固接， 近架杆 4的另一端与上连接轴 5固接； 所述远架杆 6a和远架杆 6b的一端分别通过球铰链与所述上连接轴 5连接，另一端也分别通过球铰链与固接于所述 动平台 7上的下连接轴 14球铰接。 所述伺服电机 2和减速器 3为与其固接的近架杆 4提 供一个转动自由度。
请参阅图 2， 所述动平台 7由主平台 8、 副平台 9构成， 所述副平台 9嵌入主平台 8 内部， 所述主平台 8两侧对称布置两个导向杆 13， 所述导向杆 13与主平台 8固接， 所述 副平台 9对应于导向杆 13对称布置两个滑动轴承 12，所述滑动轴承 12固定内置于所述副 平台 9内， 所述两个导向杆 13与所对应的滑动轴承 12构成一个导向机构， 所述导向机构 限制了副平台 9相对于主平台 8只能沿导向杆 13方向的移动。
上述结构可以限制主平台 8和副平台 9的三个回转自由度， 即主平台 8和副平台 9均 可实现三维平动， 而副平台 9除随主平台 8三维平动外， 还可沿固接于主平台 8上的导向 杆 13实现与主平台的相对移动。
主平台 8和副平台 9分别与相应的导向杆 13和滑动轴承 12固接， 可保证机构有较高 的刚度和转动精度， 副平台 9嵌入主平台 8内部， 从而有效提高运动的稳定性。
请参阅图 2，所述动平台 7配以转动机构可实现吸盘 15绕垂直于动平台 7的轴线 z轴 的转动。 所述转动机构由丝杠 10和螺母 11构成， 所述螺母 11和丝杠 10构成螺旋副， 所 述螺母 11与副平台 9固接， 可随副平台 9移动， 所述丝杠 10通过轴承转动连接在主平台 8上， 可以将螺母 11沿主平台导向杆的移动转化为丝杠 10的转动， 丝杠 10的中心线线与 动平台 7的垂直轴线 z轴重合，所述吸盘 15固接在所述丝杠 10上，从而使吸盘 15也绕轴 线 z轴转动。 该机构通过转动机构和导向机构可以将主、 副平台沿导向杆的相对错动转化 为丝杠绕其轴线的转动。
本发明与现有技术相比， 其不同点在于：
( 1 ) 将主平台 8 作成封闭结构， 且采用两端固定的导向机构， 有利于提高机构的刚 度和稳定性。
(2) 导向作用通过两个导向杆分别相对于对应的滑动轴承的滑动实现。
本发明将副平台嵌入在主平台内部， 其结构紧凑， 刚度和稳定性好， 导向机构和转动 机构设计轻巧， 减少了运动质量， 易实现高速抓取， 且满足复杂抓放操作的要求。 尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述， 但是本发明并不局限于上述的 具体实施方式， 上述的具体实施方式仅仅是示意性的， 并不是限制性的， 本领域的普通技 术人员在本发明的启示下， 在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下， 还可以 作出很多形式， 这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims

权 利 要 求
1. 一种具有三维平动一维转动的并联机构， 包括固定架、动平台以及对称布置在所述固定 架与动平台之间的四条结构相同的支链；每条支链包括近架杆和两个平行且等长的远架杆， 所述近架杆一端与固定在固定架上的驱动端固接， 另一端与上连接轴固接； 所述远架杆一 端与所述上连接轴球铰接， 另一端与固接在所述动平台上的下连接轴球铰接； 所述动平台 包括同中心线且水平布置的主平台和副平台， 所述主平台和所述副平台的两端分别连接有 相对的所述下连接轴， 其特征在于， 所述主平台为封闭结构， 所述副平台嵌入在所述主平 台内部， 所述主平台和所述副平台通过转动机构连接， 所述转动机构包括固接于副平台上 的螺母和通过轴承转动连接在所述主平台上的丝杠， 所述螺母和丝杠构成螺旋副， 所述丝 杠的中心线与所述动平台的垂直轴线重合， 所述主平台上固接有导向杆， 所述副平台滑动 连接在所述导向杆上。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2010124A (en) * 2012-01-13 2013-07-16 Penta Robotics Patents B V Fast pick-and-place parallel robot with compact travelling plate.
CN104786212A (zh) * 2015-05-13 2015-07-22 哈尔滨工业大学 一种可实现空间远心点运动的并联机构

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102069497A (zh) * 2010-12-29 2011-05-25 天津大学 一种具有三维平动一维转动的并联机构
CN102490178A (zh) * 2011-12-13 2012-06-13 天津大学 空间三转动一平动并联机械手
CN102632498B (zh) * 2012-03-21 2014-04-30 天津大学 空间全对称三转动一平动并联机构
CN103317500A (zh) * 2013-06-18 2013-09-25 辰星（天津）自动化设备有限公司 一种具有三维平动一维转动的并联机构
CN103846907A (zh) * 2014-02-28 2014-06-11 天津大学 双并联结构六自由度高速机械手
CN110682274B (zh) * 2019-10-15 2021-03-19 北京交通大学 一种具有大转角的五自由度冗余驱动并联机构

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1084802B1 (en) * 1999-09-17 2005-06-01 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Four-degree-of-freedom parallel robot
WO2006062466A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Exechon Ab Parallel-kinematical machine with an active measuring system
CN100393484C (zh) * 2006-06-09 2008-06-11 北京工业大学 三平移一转动并联机构
US20090019960A1 (en) * 2005-02-17 2009-01-22 Vincent Nabat High-speed parallel robot with four degrees of freedom
WO2009089916A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Fundacion Fatronik Two degree-of-freedom parallel manipulator
CN101708611A (zh) * 2009-11-09 2010-05-19 天津大学 一种具有三维平动一维转动的并联机构
EP2221153A1 (en) * 2007-10-24 2010-08-25 Universidad Del Pais Vasco-Euskal Herriko Unibersitatea Parallel robot with four degrees of free movement
CN101863024A (zh) * 2010-06-29 2010-10-20 天津大学 一种可实现高速运动的三维平动一维转动并联机构
CN102069497A (zh) * 2010-12-29 2011-05-25 天津大学 一种具有三维平动一维转动的并联机构

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1084802B1 (en) * 1999-09-17 2005-06-01 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Four-degree-of-freedom parallel robot
WO2006062466A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Exechon Ab Parallel-kinematical machine with an active measuring system
US20090019960A1 (en) * 2005-02-17 2009-01-22 Vincent Nabat High-speed parallel robot with four degrees of freedom
CN100393484C (zh) * 2006-06-09 2008-06-11 北京工业大学 三平移一转动并联机构
EP2221153A1 (en) * 2007-10-24 2010-08-25 Universidad Del Pais Vasco-Euskal Herriko Unibersitatea Parallel robot with four degrees of free movement
WO2009089916A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Fundacion Fatronik Two degree-of-freedom parallel manipulator
CN101708611A (zh) * 2009-11-09 2010-05-19 天津大学 一种具有三维平动一维转动的并联机构
CN101863024A (zh) * 2010-06-29 2010-10-20 天津大学 一种可实现高速运动的三维平动一维转动并联机构
CN102069497A (zh) * 2010-12-29 2011-05-25 天津大学 一种具有三维平动一维转动的并联机构

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2010124A (en) * 2012-01-13 2013-07-16 Penta Robotics Patents B V Fast pick-and-place parallel robot with compact travelling plate.
EP2614933A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-17 Penta Robotics Patents B.V. Fast pick-and-place parallel robot with compact travelling plate
CN104786212A (zh) * 2015-05-13 2015-07-22 哈尔滨工业大学 一种可实现空间远心点运动的并联机构
CN104786212B (zh) * 2015-05-13 2017-01-04 哈尔滨工业大学 一种可实现空间远心点运动的并联机构

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