本發(fā)明涉及機器人，具體為一種基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、并聯(lián)機構(gòu)因其高精度、大剛度、迅速響應(yīng)以及卓越的負載性能等特點，目前備受工業(yè)機器人領(lǐng)域矚目，已廣泛用于加工、自動化生產(chǎn)線、運動模擬器等應(yīng)用領(lǐng)域。而隨著變胞機構(gòu)在機器人領(lǐng)域的逐漸展開，基于變胞機構(gòu)實現(xiàn)的能夠根據(jù)需求變化而進行運動模式自由切換的可重構(gòu)機構(gòu)的應(yīng)用也逐漸變多。如公開號號為cn117484480a的專利，其公開了一種可增加轉(zhuǎn)軸的新型對稱變胞并聯(lián)機構(gòu)，通過控制第四轉(zhuǎn)動副在圓弧槽銷副的圓弧槽中移動，即可控制分支中心點重合的個數(shù)，實現(xiàn)切換1r2t(一轉(zhuǎn)動兩移動)，2r2t(兩轉(zhuǎn)動兩移動)，3r2t運動(三轉(zhuǎn)動兩移動)，其中，r表示轉(zhuǎn)動運動，t表示移動運動；但是該機構(gòu)移動的自由度為2t，即，只能在平面內(nèi)實現(xiàn)移動，而且其是通過通過第四轉(zhuǎn)動副26在圓弧槽銷副27的圓弧槽中移動，控制分支中心點的位置，從而改變機構(gòu)的工作狀態(tài)，機構(gòu)比較復(fù)雜，影響了機構(gòu)的應(yīng)用場景。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有的變胞并聯(lián)機構(gòu)移動自由度有限且控制較為復(fù)雜的問題，本發(fā)明提供一種基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)，其可以夠?qū)崿F(xiàn)空間移動，在位置上比其有更大的靈活性，同時通過變胞四桿機構(gòu)的分岔運動特性來實現(xiàn)并聯(lián)機構(gòu)的變胞，減少了機構(gòu)的復(fù)雜度。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：一種基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)，其包括：定平臺和動平臺，所述定平臺和所述動平臺之間通過結(jié)構(gòu)相同的三條支鏈并聯(lián)連接；

3、其特征在于：

4、每個所述支鏈包括：依次連接的圓柱副一、支鏈轉(zhuǎn)動副、變胞四桿機構(gòu)和圓柱副二；所述圓柱副一安裝在所述定平臺上，所述圓柱副二連接在所述動平臺上；

5、所述變胞四桿機構(gòu)包括：萬向副一、變胞用轉(zhuǎn)動副一、萬向副二和變胞用轉(zhuǎn)動副二；

6、四個運動副之間依次由連桿結(jié)構(gòu)首尾連接構(gòu)成四邊形，且四邊形的對邊相等；兩個萬向副之間不直接相連，兩個轉(zhuǎn)動副之間不直接相連；

7、每一個萬向副都包括兩個互相垂直的轉(zhuǎn)軸m和轉(zhuǎn)軸n；所述轉(zhuǎn)軸m和轉(zhuǎn)軸n始終與萬向副相連的兩條連桿分別保持垂直狀態(tài)；

8、所述圓柱副一的轉(zhuǎn)動軸和所述支鏈轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸的軸線方向相同，都始終平行于定平臺；

9、所述變胞四桿機構(gòu)中的互相平行的兩個連桿分別連接所述支鏈轉(zhuǎn)動副和支鏈中的圓柱副二，將兩個連桿分別記作：機架一和機架二；與所述機架一和所述機架二保持垂直的萬向副轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)軸m；

10、與所述支鏈轉(zhuǎn)動副連接的所述機架一平行于所述支鏈轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)軸；

11、所述機架二上連接的萬向副的轉(zhuǎn)動軸m與所述圓柱副二的轉(zhuǎn)軸共軸。

12、其進一步特征在于：

13、所述圓柱副二與所述動平臺的上端面的夾角記作：夾角a，所述夾角a的取值范圍為：0°<a<90°；

14、三個所述支鏈上的所述圓柱副一為驅(qū)動副，輸入運動由電機實現(xiàn)；

15、其還包括支鏈連桿一；

16、所述定平臺為桿狀，所述機架一的中點上遠離萬向副和轉(zhuǎn)動副的一側(cè)，設(shè)置突出的連接塊；所述支鏈連桿一的一端設(shè)置套筒，套筒套裝在所述定平臺上構(gòu)成所述圓柱副一；所述支鏈連桿一的另一端為u型結(jié)構(gòu)，所述u型結(jié)構(gòu)和所述機架一的連接塊構(gòu)成所述支鏈轉(zhuǎn)動副；

17、桿狀的所述定平臺構(gòu)成所述圓柱副一的轉(zhuǎn)軸，始終平行于所述支鏈轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)軸和所述機架一；

18、所述圓柱副二包括：套筒和滑竿；所述套筒的一端連接在所述機架二上，且與所述機架二上連接的萬向副的轉(zhuǎn)動軸m共軸；所述滑竿的一端從所述套筒另一端插入，并活動安裝在所述套筒內(nèi)腔，構(gòu)成圓柱副；所述滑竿的另一端固定連接在所述動平臺上。

19、本申請?zhí)峁┑囊环N基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)，只需通過變胞四桿機構(gòu)的模式切換，即可實現(xiàn)變胞并聯(lián)機構(gòu)工作狀態(tài)的改變，可切換空間內(nèi)的任意移動3t、一轉(zhuǎn)三移1r3t、兩轉(zhuǎn)三移2r3t和三轉(zhuǎn)三移3r3t運動；本申請中的三條支鏈結(jié)構(gòu)完全相同，易于制造，同時極大地降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，可應(yīng)用于對末端姿態(tài)要求變化的工業(yè)環(huán)境當中，適用于各種應(yīng)用場景。

技術(shù)特征：

1.一種基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)，其包括：定平臺和動平臺，所述定平臺和所述動平臺之間通過結(jié)構(gòu)相同的三條支鏈并聯(lián)連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于：所述圓柱副二與所述動平臺的上端面的夾角記作：夾角a，所述夾角a的取值范圍為：0°<a<90°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于：三個所述支鏈上的所述圓柱副一為驅(qū)動副，輸入運動由電機實現(xiàn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于：其還包括支鏈連桿一；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于：桿狀的所述定平臺構(gòu)成所述圓柱副一的轉(zhuǎn)軸，始終平行于所述支鏈轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)軸和所述機架一。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)，其特征在于：所述圓柱副二包括：套筒和滑竿；所述套筒的一端連接在所述機架二上，且與所述機架二上連接的萬向副的轉(zhuǎn)動軸m共軸；所述滑竿的一端從所述套筒另一端插入，并活動安裝在所述套筒內(nèi)腔，構(gòu)成圓柱副；所述滑竿的另一端固定連接在所述動平臺上。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┑囊环N基于變胞四桿機構(gòu)的并聯(lián)機器人機構(gòu)，只需通過變胞四桿機構(gòu)的模式切換，即可實現(xiàn)變胞并聯(lián)機構(gòu)工作狀態(tài)的改變，可切換空間內(nèi)的任意移動3T、一轉(zhuǎn)三移1R3T、兩轉(zhuǎn)三移2R3T和三轉(zhuǎn)三移3R3T運動；本申請中的三條支鏈結(jié)構(gòu)完全相同，易于制造，同時極大地降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，可應(yīng)用于對末端姿態(tài)要求變化的工業(yè)環(huán)境當中，適用于各種應(yīng)用場景。

技術(shù)研發(fā)人員：曹毅,王凱,曹光揚,孫浩,滑坤,周輝
受保護的技術(shù)使用者：江南大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6