專利名稱：一種含rprpr閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種含RPRPR閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比較，具有以下特點(diǎn)無(wú)累積誤差，精度較高；驅(qū)動(dòng)裝置可置于定平臺(tái)上或接近定平臺(tái)的位置，這樣運(yùn)動(dòng)部分重量輕，速度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大；完全對(duì)稱的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有較好的各向同性。由于并聯(lián)機(jī)構(gòu)本身就比較復(fù)雜，如果分支再含有閉環(huán)的話，其機(jī)構(gòu)將會(huì)更加復(fù)雜，所以一般來(lái)說(shuō)，對(duì)稱的、分支不含閉環(huán)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)才會(huì)具有最典型的性質(zhì)，但是如果閉環(huán)應(yīng)用的恰當(dāng)，并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能將會(huì)更加卓越，如著名的delta機(jī)構(gòu)。另外，現(xiàn)有的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其支鏈?zhǔn)苓B接方式的限制， 一般只有一個(gè)主動(dòng)桿連接在固結(jié)在機(jī)架上的驅(qū)動(dòng)上，這樣的話多自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)為實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)就需要多條支鏈或采取支鏈上串聯(lián)多個(gè)主動(dòng)桿的方式，而多條支鏈的并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜控制困難，支鏈上串聯(lián)多個(gè)主動(dòng)桿會(huì)影響并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含RPRPR閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，解決傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)一條支鏈多個(gè)驅(qū)動(dòng)不能同時(shí)連接在機(jī)架上的缺點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的一種含RPRPR閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括第一 RPRPR閉環(huán)子鏈、第二 RPRPR閉環(huán)子鏈、第三RPRPR閉環(huán)子鏈和執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈。所述第一 RPRPR閉環(huán)子鏈由第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第一連桿、第二連桿及機(jī)架連接而成，第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到機(jī)架上，第一主動(dòng)桿另一端通過(guò)第一移動(dòng)副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿連接，第二連桿另一端通過(guò)第二移動(dòng)副與第二主動(dòng)桿連接，第二主動(dòng)桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第一主動(dòng)桿和第二主動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)第一連桿和第二連桿運(yùn)動(dòng)可控制第一轉(zhuǎn)臺(tái)在第一 RPRPR閉環(huán)子鏈所在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。所述第二 RPRPR閉環(huán)子鏈由第三主動(dòng)桿、第四主動(dòng)桿、第三連桿、第四連桿及機(jī)架連接而成，第三主動(dòng)桿一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到機(jī)架上，第三主動(dòng)桿另一端通過(guò)第三移動(dòng)副與第三連桿連接，第三連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接，第四連桿另一端通過(guò)第四移動(dòng)副與第四主動(dòng)桿連接，第四主動(dòng)桿另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第三主動(dòng)桿和第四主動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)第三連桿和第四連桿運(yùn)動(dòng)可控制第二轉(zhuǎn)臺(tái)在第二 RPRPR閉環(huán)子鏈所在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。所述第三RPRPR閉環(huán)子鏈由第五主動(dòng)桿、第六主動(dòng)桿、第五連桿、第六連桿及機(jī)架連接而成，第五主動(dòng)桿一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到機(jī)架上，第五主動(dòng)桿另一端通過(guò)第五移動(dòng)副與第五連桿連接，第五連桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿連接，第六連桿另一端通過(guò)第六移動(dòng)副與第六主動(dòng)桿連接，第六主動(dòng)桿另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第五主動(dòng)桿和第六主動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)第五連桿和第六連桿運(yùn)動(dòng)可控制第三轉(zhuǎn)臺(tái)在第三RPRPR閉環(huán)子鏈所在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈由第一轉(zhuǎn)臺(tái)、第二轉(zhuǎn)臺(tái)、第三轉(zhuǎn)臺(tái)、第七連桿、第八連桿、第九連桿、第一虎克鉸、第二虎克鉸、第三虎克鉸及動(dòng)平臺(tái)連接而成，第一轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿連接，第一轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第七連桿連接，第七連桿另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一虎克鉸連接，第一虎克鉸通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接，第二轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿連接，第二轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第八連桿連接，第八連桿另一端通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二虎克鉸連接，第二虎克鉸通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接，第三轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿連接，第三轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第九連桿連接，第九連桿另一端通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三虎克鉸連接，第三虎克鉸通過(guò)第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接。第一轉(zhuǎn)臺(tái)、第二轉(zhuǎn)臺(tái)和第三轉(zhuǎn)臺(tái)在各自的運(yùn)動(dòng)空間的運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的空間六自由度運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于I、通過(guò)閉環(huán)子鏈控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)支鏈可有多個(gè)主動(dòng)桿連接在機(jī)架上； 2、所有主動(dòng)桿都連接在機(jī)架上，桿件做成輕桿，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好；3、通過(guò)在動(dòng)平臺(tái)上安裝各種不同用途的末端執(zhí)行器，本機(jī)構(gòu)可應(yīng)用到抓取、搬運(yùn)、 碼垛、裝配、切割等工作中。


圖I為本發(fā)明所述一種含圖。
圖2為本發(fā)明所述一種含圖。
圖3為本發(fā)明所述一種含圖。
圖4為本發(fā)明所述一種含圖。
RPRPR
RPRPR
RPRPR
RPRPR
閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的第一結(jié)構(gòu)示意閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的第二結(jié)構(gòu)示意閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的第三結(jié)構(gòu)示意閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的第四結(jié)構(gòu)示意
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。對(duì)照?qǐng)DI、圖2、圖3和圖4, 一種含RPRPR閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括第一 RPRPR閉環(huán)子鏈、第二 RPRPR閉環(huán)子鏈、第三RPRPR閉環(huán)子鏈和執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈。所述第一 RPRPR閉環(huán)子鏈由第一主動(dòng)桿3、第二主動(dòng)桿9、第一連桿5、第二連桿7 及機(jī)架I連接而成，第一主動(dòng)桿3 —端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副42連接到機(jī)架I上，第一主動(dòng)桿3 另一端通過(guò)第一移動(dòng)副4與第一連桿5連接，第一連桿5另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副43與第二連桿7連接，第二連桿7另一端通過(guò)第二移動(dòng)副8與第二主動(dòng)桿9連接，第二主動(dòng)桿9另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副44與機(jī)架I連接，第一主動(dòng)桿3和第二主動(dòng)桿9運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)第一連桿5和第二連桿7運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)第一轉(zhuǎn)臺(tái)6在第一 RPRPR閉環(huán)子鏈所在平面的運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)精確定位。
所述第二 RPRPR閉環(huán)子鏈由第三主動(dòng)桿12、第四主動(dòng)桿18、第三連桿14、第四連桿 16及機(jī)架I連接而成，第三主動(dòng)桿12—端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副45連接到機(jī)架I上，第三主動(dòng)桿 12另一端通過(guò)第三移動(dòng)副13與第三連桿14連接，第三連桿14另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副46 與第四連桿16連接，第四連桿16另一端通過(guò)第四移動(dòng)副17與第四主動(dòng)桿18連接，第四主動(dòng)桿18另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副47與機(jī)架I連接，第三主動(dòng)桿12和第四主動(dòng)桿18運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)第三連桿14和第四連桿16運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)第二轉(zhuǎn)臺(tái)15在第二 RPRPR閉環(huán)子鏈所在平面的運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)精確定位。所述第三RPRPR閉環(huán)子鏈由第五主動(dòng)桿21、第六主動(dòng)桿27、第五連桿23、第六連桿 25及機(jī)架I連接而成，第五主動(dòng)桿21 —端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副48連接到機(jī)架I上，第五主動(dòng)桿 21另一端通過(guò)第五移動(dòng)副22與第五連桿23連接，第五連桿23另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副49 與第六連桿25連接,第六連桿25另一端通過(guò)第六移動(dòng)副26與第六主動(dòng)桿27連接,第六主動(dòng)桿25另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副50與機(jī)架I連接，第五主動(dòng)桿21和第六主動(dòng)桿27運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)第五連桿23和第六連桿25運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)第三轉(zhuǎn)臺(tái)24在第三RPRPR閉環(huán)子鏈所在平面的運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)精確定位。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈由第一轉(zhuǎn)臺(tái)6、第二轉(zhuǎn)臺(tái)15、第三轉(zhuǎn)臺(tái)24、第七連桿29、第八連桿33、第九連桿37、第一虎克鉸32、第二虎克鉸36、第三虎克鉸40及動(dòng)平臺(tái)41連接而成，第一轉(zhuǎn)臺(tái)6通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副43與第一連桿5連接,第一轉(zhuǎn)臺(tái)6通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副51與第七連桿29連接，第七連桿29另一端通過(guò)第i^一轉(zhuǎn)動(dòng)副30與第一虎克鉸32連接，第一虎克鉸32 通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副31與動(dòng)平臺(tái)41連接,第二轉(zhuǎn)臺(tái)15通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副46與第三連桿14連接，第二轉(zhuǎn)臺(tái)15通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副53與第八連桿33連接，第八連桿33另一端通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副34與第二虎克鉸36連接，第二虎克鉸36通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副35與動(dòng)平臺(tái)41連接， 第三轉(zhuǎn)臺(tái)24通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副49與第五連桿23連接，第三轉(zhuǎn)臺(tái)24通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副52與第九連桿37連接，第九連桿37另一端通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副38與第三虎克鉸40連接，第三虎克鉸40通過(guò)第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副39與動(dòng)平臺(tái)41連接。對(duì)照?qǐng)DI、圖2、圖3和圖4，第一轉(zhuǎn)臺(tái)6、第二轉(zhuǎn)臺(tái)15和第三轉(zhuǎn)臺(tái)24在各自的運(yùn)動(dòng)空間的運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)41的空間六自由度運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種含RPRPR閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括第一 RPRPR閉環(huán)子鏈、第二 RPRPR 閉環(huán)子鏈、第三RPRPR閉環(huán)子鏈和執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈，其結(jié)構(gòu)和連接方式為所述第一 RPRPR閉環(huán)子鏈由第一主動(dòng)桿、第二主動(dòng)桿、第一連桿、第二連桿及機(jī)架連接而成，第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到機(jī)架上，第一主動(dòng)桿另一端通過(guò)第一移動(dòng)副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿連接，第二連桿另一端通過(guò)第二移動(dòng)副與第二主動(dòng)桿連接，第二主動(dòng)桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，所述第二 RPRPR閉環(huán)子鏈由第三主動(dòng)桿、第四主動(dòng)桿、第三連桿、第四連桿及機(jī)架連接而成，第三主動(dòng)桿一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到機(jī)架上，第三主動(dòng)桿另一端通過(guò)第三移動(dòng)副與第三連桿連接，第三連桿另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四連桿連接，第四連桿另一端通過(guò)第四移動(dòng)副與第四主動(dòng)桿連接，第四主動(dòng)桿另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，所述第三RPRPR閉環(huán)子鏈由第五主動(dòng)桿、第六主動(dòng)桿、第五連桿、第六連桿及機(jī)架連接而成，第五主動(dòng)桿一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副連接到機(jī)架上，第五主動(dòng)桿另一端通過(guò)第五移動(dòng)副與第五連桿連接，第五連桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿連接，第六連桿另一端通過(guò)第六移動(dòng)副與第六主動(dòng)桿連接，第六主動(dòng)桿另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈由第一轉(zhuǎn)臺(tái)、第二轉(zhuǎn)臺(tái)、第三轉(zhuǎn)臺(tái)、第七連桿、第八連桿、第九連桿、 第一虎克鉸、第二虎克鉸、第三虎克鉸及動(dòng)平臺(tái)連接而成，第一轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿連接，第一轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第七連桿連接，第七連桿另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一虎克鉸連接，第一虎克鉸通過(guò)第十二轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接，第二轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿連接，第二轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第十三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第八連桿連接，第八連桿另一端通過(guò)第十四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二虎克鉸連接，第二虎克鉸通過(guò)第十五轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接，第三轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿連接，第三轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)第十六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第九連桿連接，第九連桿另一端通過(guò)第十七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三虎克鉸連接，第三虎克鉸通過(guò)第十八轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含RPRPR閉環(huán)子鏈的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括第一RPRPR閉環(huán)子鏈、第二RPRPR閉環(huán)子鏈、第三RPRPR閉環(huán)子鏈以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈。所述第一RPRPR閉環(huán)子鏈、第二RPRPR閉環(huán)子鏈和第三RPRPR閉環(huán)子鏈在同一平面內(nèi)，第一RPRPR閉環(huán)子鏈可控制第一轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，第二RPRPR閉環(huán)子鏈可控制第二轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，第三RPRPR閉環(huán)子鏈可控制第三轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)臺(tái)、第二轉(zhuǎn)臺(tái)和第三轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的空間運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)三個(gè)閉環(huán)子鏈來(lái)控制三個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)在平面的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的六自由度運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，且所有主動(dòng)桿都連接在機(jī)架上，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好。
文檔編號(hào)B25J9/08GK102601785SQ201210084768
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者丁侃, 張 林, 潘宇晨, 王紅州, 蔡敢為 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)