含平面副的三平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種含平面副的三平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)機器人與串聯(lián)機器人在結(jié)構(gòu)和性能特點上呈對偶關(guān)系，與傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人相比，并聯(lián)機器人具有結(jié)構(gòu)剛度大，承載力高，慣性小，響應(yīng)速度快，精度高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在機械制造等相關(guān)領(lǐng)域。
[0003]少自由度并聯(lián)機器人以其自身的特點和應(yīng)用潛力吸引了國內(nèi)外大批學者進行研究。Pierrot等提出了具有四條支鏈和雙動平臺結(jié)構(gòu)特征的H4型并聯(lián)機器人，實現(xiàn)了空間的三維平動和一維轉(zhuǎn)動，該機器人在水平面內(nèi)具有良好的順應(yīng)性，在垂直于水平面方向上保證了較高的剛度。清華大學劉辛軍等人研制了一種可實現(xiàn)三平動一轉(zhuǎn)動的四自由度單動平臺并聯(lián)機構(gòu)，該機構(gòu)主要包括安裝執(zhí)行器的動平臺和定平臺，連接動平臺和定平臺之間的是具有相同結(jié)構(gòu)的四條支鏈，該并聯(lián)機構(gòu)具有單平臺的結(jié)構(gòu)特征，結(jié)構(gòu)簡潔、運動學簡單，有利于實現(xiàn)高速運動。天津大學田延嶺等人研制了一種大行程兩平動一轉(zhuǎn)動精密定位平臺，由基座和設(shè)置在其內(nèi)部的動平臺組成，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，輸出位移較大，軸向剛度高等特點，可作為納米微操作系統(tǒng)的輔助定位平臺，具有微量進給和精密定位功能。北京工業(yè)大學的丁華鋒等人研制了一種兩轉(zhuǎn)一移的三自由度非對稱并聯(lián)機器人機構(gòu)，該機構(gòu)包括動平臺、機架以及連接的三個分支。燕山大學的曾達幸等人研制了一種兩移動一轉(zhuǎn)動解耦并聯(lián)機器人機構(gòu)，包括定平臺、動平臺以及連接它們的三個分支，結(jié)構(gòu)完全相同的兩個分支均由一個圓柱副和兩個轉(zhuǎn)動副以及連接他們的兩個連桿組成，另一分支由四個轉(zhuǎn)動副和連接它們的三個連桿組成。
[0004]上述研究成果中涉及到不同類型的少自由度并聯(lián)機器人，但具有三個平動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度的并聯(lián)機器人種類仍需擴大，結(jié)構(gòu)仍需進一步簡化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的含平面副的三平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機器人。其技術(shù)方案為:
一種含平面副的三平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機器人，包括固定平臺、運動平臺和連接于固定平臺與運動平臺之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于:運動平臺為具有四個側(cè)面的四棱臺，每個側(cè)面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，圓盤滑塊通過鑲嵌在邊緣的滾珠可動的嵌入到運動平臺的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，與運動平臺共同組成平面運動副，四條支鏈均含有伸縮桿，伸縮桿的一端通過轉(zhuǎn)動副與固定平臺連接，另一端與圓盤滑塊的一面固接，四個轉(zhuǎn)動副互相平行，四個伸縮桿的中心軸線交于一點。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點為:(1)通過引入平面副，簡化了支鏈結(jié)構(gòu)，這種短支鏈的結(jié)構(gòu)形式能夠有效提高機器人的剛度和運動精度；(2)通過驅(qū)動每條支鏈上的轉(zhuǎn)動副，運動平臺即可獲得三個平動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度，由于電機可以安裝在固定平臺上，保證了機器人具有良好的動態(tài)特性。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:1、固定平臺2、運動平臺3、轉(zhuǎn)動副4、伸縮桿5、圓盤滑塊6、滾珠。
【具體實施方式】
[0009]運動平臺2為具有四個側(cè)面的四棱臺，每個側(cè)面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，圓盤滑塊5通過鑲嵌在邊緣的滾珠6可動的嵌入到運動平臺2的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，與運動平臺2共同組成平面運動副，四條支鏈均含有伸縮桿4，伸縮桿4的一端通過轉(zhuǎn)動副3與固定平臺1連接，另一端與圓盤滑塊5的一面固接，四個轉(zhuǎn)動副3互相平行，四個伸縮桿4的中心軸線交于一點。
【主權(quán)項】
1.一種含平面副的三平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機器人，包括固定平臺(1)、運動平臺(2)和連接于固定平臺(1)與運動平臺(2)之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于:運動平臺(2)為具有四個側(cè)面的四棱臺，每個側(cè)面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，圓盤滑塊(5)通過鑲嵌在邊緣的滾珠(6)可動的嵌入到運動平臺(2)的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，與運動平臺(2)共同組成平面運動副，四條支鏈均含有伸縮桿(4)，伸縮桿(4)的一端通過轉(zhuǎn)動副(3)與固定平臺(1)連接，另一端與圓盤滑塊(5)的一面固接，四個轉(zhuǎn)動副(3)互相平行，四個伸縮桿(4)的中心軸線交于一點。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含平面副的三平動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機器人，包括固定平臺、運動平臺和連接于固定平臺與運動平臺之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于：運動平臺為具有四個側(cè)面的四棱臺，每個側(cè)面均含有矩形中空結(jié)構(gòu)，圓盤滑塊通過鑲嵌在邊緣的滾珠可動的嵌入到運動平臺的矩形中空結(jié)構(gòu)里面，與運動平臺共同組成平面運動副，四條支鏈均含有伸縮桿，伸縮桿的一端通過轉(zhuǎn)動副與固定平臺連接，另一端與圓盤滑塊的一面固接，四個轉(zhuǎn)動副互相平行，四個伸縮桿的中心軸線交于一點。本發(fā)明通過驅(qū)動每條支鏈上的轉(zhuǎn)動副，運動平臺即可獲得三個平動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度，通過引入平面副，簡化了支鏈結(jié)構(gòu)，這種短支鏈的結(jié)構(gòu)形式能夠有效提高機器人剛度和運動精度。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105291091
【申請?zhí)枴緾N201510764004
【發(fā)明人】張彥斐, 宮金良, 陳超
【申請人】山東理工大學
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月11日