一种单输入三平移一转动并联机器人机构

摘要

一种单输入三平移一转动并联机器人机构，由动平台、静平台以及连接动平台、静平台的1条空间复杂支链和1个摆杆组成，空间复杂支链的主链上，驱动杆一的一端与静平台以转动副一连接，其另一端与平行四边形一的短边杆一用转动副二连接，其另一短边杆二用转动副三与连接杆一的一端连接，而连接杆一的另一端与动平台用转动副四连接；副链上，平行四边形二的短边杆三用转动副五连接静平台，其另一短边杆四用转动副六与连接杆二的一端连接，而连接杆二的另一端与主链上的连接杆一用转动副七连接；摆杆的两端分别通过转动副、球副连接于静平台、动平台。该种并联机构为单输入三平移一转动输出。

权利要求

1.一种单输入三平移一转动并联机器人机构，由动平台(1)、静平台(0)以及连接动平台(1)、静平台(0)的1条空间复杂支链和1个摆杆(9)组成，其特征是：空间复杂支链包含1条主链和1条副链，主链上，驱动杆一(2)的一端与静平台(0)以转动副一(R11)连接，驱动杆一(2)的另一端与由四个转动副和四个杆组成的平行四边形一的短边杆一(3)用转动副二(R12)连接，平行四边形一的另一短边杆二(4)用转动副三(R13)与连接杆一(5)的一端连接，而连接杆一(5)的另一端与动平台(1)用转动副四(R14)连接；转动副一(R11)、转动副二(R12)、转动副三(R13)的轴线相互平行，但与转动副四(R14)的轴线垂直；副链上，由四个转动副和四个杆组成的平行四边形二的短边杆三(6)用转动副五(R21)与静平台(0)连接，且转动副五(R21)的轴线与转动副一(R11)的轴线不平行，平行四边形二的另一短边杆四(7)用转动副六(R22)与连接杆二(8)的一端连接，而连接杆二(8)的另一端与主链上的连接杆一(5)用转动副七(R23)连接，且转动副七(R23)与转动副四(R14)的轴线重合；同样，转动副五(R21)、转动副六(R22)的轴线相互平行，但与转动副七(R23)的轴线垂直；进一步，摆杆(9)的两端分别通过转动副八(R31)、球副(S32)连接于静平台(0)、动平台(1)，且转动副八(R31)和球副(S32)可以对换。

2.按权利要求1所述的单输入三平移一转动并联机器人机构，其特征在于：与静平台(0)联接的转动副一(R11)为驱动副，可以用移动副来替代。

说明书

一种单输入三平移一转动并联机器人机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种少输入多输出的并联机器人机构，为机器人操作手等提供一个新型的单输入三平移一转动并联机器人机构。

背景技术

[0002] 工业上许多场合需要结构简单的、单自由度但能产生空间复杂运动的空间机构,以用于混合机、抛光机、搅拌机、振动筛等。申请人已发明了系列单自由度的并联机构，它们能产生空间的两转动、三转动、一平移两转动、一平移三转动、二平移两转动、三平移两转动、三平移三转动等复杂运动，这些并联机构用作多维振动筛等，可以保证物料翻转充分，筛孔不易被“筛粒”卡住,从而可提高筛分效率,可替代目前传统的圆振动筛和直线振动筛；也可以用作混合机、搅拌机本，可使物料混合均匀，混合效率高。无论用于筛分还是混合搅拌，都能节能降耗。但目前尚未出现结构简单、实用的单自由度三平移一转动并联机构。

[0003] 本发明提供新一种单自由度驱动但能产生空间三平移一转动的并联机构，以满足各种节能降耗生产设备的需要。

发明内容

[0004] 本发明的目的是要克服现有技术的不足，提供一种新的单输入三平移一转动并联机器人机构，这类机构具有刚性好、结构较简单、易于加工；耦合度k低(k＝1)、运动学正解和动力学求解比较容易等优点。

[0005] 本发明提供的一种单输入三平移一转动并联机器人机构，由动平台(1)、静平台(0)以及连接动平台(1)、静平台(0)的1条空间复杂支链和1个摆杆(9)组成，其特征是：空间复杂支链包含1条主链和1条副链，主链上，驱动杆一(2)的一端与静平台(0)以转动副一(R11)连接，驱动杆一(2)的另一端与由四个转动副和四个杆组成的平行四边形一的短边杆一(3)用转动副二(R12)连接，平行四边形一的另一短边杆二(4)用转动副三(R13)与连接杆一(5)的一端连接，而连接杆一(5)的另一端与动平台(1)用转动副四(R14)连接；转动副一(R11)、转动副二(R12)、转动副三(R13)的轴线相互平行，但与转动副四(R14)的轴线垂直；副链上，由四个转动副和四个杆组成的平行四边形二的短边杆三(6)用转动副五(R21)与静平台(0)连接，且转动副五(R21)的轴线与转动副一(R11)的轴线不平行，平行四边形二的另一短边杆四(7)用转动副六(R22)与连接杆二(8)的一端连接，而连接杆二(8)的另一端与主链上的连接杆一(5)用转动副七(R23)连接，且转动副七(R23)与转动副四(R14)的轴线重合；同样，转动副五(R21)、转动副六(R22)的轴线相互平行，但与转动副七(R23)的轴线垂直；同时，摆杆(9)的两端分别通过转动副八(R31)--球副(S32)连接于静平台(0)、动平台(1)，且转动副八(R31)和球副(S32)可以对换。

[0006] 进一步，静平台(0)上的转动副一(R11)为驱动副时，动平台(1)就可产生三平移一转动的空间运动；该驱动副也可以用移动副来替代。

附图说明

[0007] 附图1为本发明的单输入三平移一转动并联机器人机构的实施例结构简图示意图。

具体实施方式

[0008] 下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。

[0009] 附图1所示的并联机构可为本发明的实施例之一，其技术方案是这样的：一种单输入三平移一转动并联机器人机构，由动平台1、静平台0以及连接动平台1、静平台0的1条空间复杂支链和1个摆杆9组成，空间复杂支链包含1条主链和1条副链，主链上，驱动杆一2的一端与静平台0以转动副一R11连接，驱动杆一2的另一端与由四个转动副和四个杆组成的平行四边形一的短边杆一3用转动副二R12连接，平行四边形一的另一短边杆二4用转动副三R13与连接杆一5的一端连接，而连接杆一5的另一端与动平台1用转动副四R14连接；转动副一R11、转动副二R12、转动副三R13的轴线相互平行，但与转动副四R14的轴线垂直；副链上，由四个转动副和四个杆组成的平行四边形二的短边杆三6用转动副五R21与静平台0连接，转动副五R21的轴线与转动副一R11的轴线垂直，平行四边形二的另一短边杆四7用转动副六R22与连接杆二8的一端连接，而连接杆二8的另一端与主链上的连接杆一5用转动副七R23连接，且转动副七R23与转动副四R14的轴线重合；同样，转动副五R21、转动副六R22的轴线相互平行，但与转动副七R23的轴线垂直。进一步，摆杆9的两端分别通过转动副八R31、球副S32连接于静平台0、动平台1，当然，转动副八R31和球副S32可以对换。

[0010] 同时，当与静平台0联接的转动副一R11为驱动时，就可使动平台1实现三平移及绕动平台1上转动副四R14轴线的转动输出，但其中仅有1个为独立运动，其他的为派生运动。