專利名稱：三自由度移動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)構(gòu)與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力強(qiáng)，累積誤差影響小，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，有利于減小運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，系統(tǒng)慣性低進(jìn)而動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于模擬器、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、傳感器、微操作領(lǐng)域等。作為并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一個(gè)重要分支，三維移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的深切關(guān)注，不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了比較深入的研究并取得一系列成果，如Delta、Star機(jī)構(gòu)等，廣泛應(yīng)用于拾取和放置，加工操作等工業(yè)生產(chǎn)中。一般而言，目前所研究的移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)存在高耦合性，導(dǎo)致其輸入輸出關(guān)系難以確定，進(jìn)而工作空間內(nèi)無(wú)奇異的軌跡規(guī)劃變得很復(fù)雜。 為發(fā)展高速機(jī)器人以適應(yīng)逐漸面向高密度的電子元件封裝與組裝的微電子行業(yè)的要求等， 移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)上述缺點(diǎn)必須予以克服，因而輸入輸出解耦的移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)業(yè)已成為當(dāng)今國(guó)際機(jī)構(gòu)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。目前所發(fā)明的解耦機(jī)構(gòu)中，三自由度移動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu)數(shù)量有限，其中包括， Carricato 和 Parenti-Castell i, Kong 和 Gosselin, Kim 和 Tsai 等綜合出幾種解 I禹的三自由度移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)；法國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)家Gogu使用線性變換理論綜合出三自由度移動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)；高峰提出了 R-CUBE解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu)；中國(guó)專利文獻(xiàn)(專利號(hào)ZL01104454. 3， 200410018623. 8,200910071093. 6)中也分別提出了結(jié)構(gòu)性能各異的三自由度解耦移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。其中部分機(jī)構(gòu)工作空間較小，只適用于微動(dòng)領(lǐng)域，或只是瞬時(shí)解耦。因而提出更多結(jié)構(gòu)功能各異的新型機(jī)構(gòu)是機(jī)構(gòu)學(xué)發(fā)展的要求，也是現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)高速發(fā)展和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種運(yùn)動(dòng)完全解耦，易于控制、動(dòng)態(tài)性能好的三自由度移動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。本發(fā)明主要由動(dòng)平臺(tái)、定平臺(tái)和連接這兩個(gè)平臺(tái)的三個(gè)分支組成。 其中第一分支的一個(gè)連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與定平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與另一個(gè)連桿相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與第三個(gè)連桿的一端相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連，兩轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行，兩個(gè)移動(dòng)副導(dǎo)路方向構(gòu)成了一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線相平行的平面；第二分支的一個(gè)連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與另一個(gè)連桿相連，該連桿的另一端通過圓柱副與定平臺(tái)相連，兩轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線及圓柱副軸線相互平行；第三分支的一個(gè)連桿通過移動(dòng)副與定平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與另一個(gè)連桿相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連，三個(gè)移動(dòng)副的軸線相互垂直。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)移動(dòng)完全解耦，其運(yùn)動(dòng)學(xué)正、 反解十分簡(jiǎn)單，使其控制極為容易，軌跡規(guī)劃簡(jiǎn)單、并且具有很好的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能、較大的工作空間，制造安裝簡(jiǎn)單，可廣泛用于數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人裝置用于拾取和放置，加工操作等
坐寸O


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式在圖I所示的三自由度移動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖中，第一分支中的一個(gè)連桿3的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副2與定平臺(tái)I相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副4與另一個(gè)連桿6相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副5與第三個(gè)連桿7的一端 相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副8與動(dòng)平臺(tái)9相連，兩轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行，兩個(gè)移動(dòng)副導(dǎo)路方向構(gòu)成了一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線相平行的平面；第二分支的一個(gè)連桿11的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副10與動(dòng)平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副12與另一個(gè)連桿13相連，該連桿的另一端通過圓柱副14與定平臺(tái)相連，兩轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線及圓柱副軸線相互平行；第三分支的一個(gè)連桿15通過移動(dòng)副16與定平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副17與另一個(gè)連桿18相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副19 與動(dòng)平臺(tái)相連，三個(gè)移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)方向相互垂直。
權(quán)利要求
1. 一種三自由度移動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其主要由動(dòng)平臺(tái)、定平臺(tái)及連接這兩個(gè)平臺(tái)的三個(gè)分支組成，其特征在于其中第一分支的一個(gè)連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與定平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與另一個(gè)連桿相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與第三個(gè)連桿的一端相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連；第二分支的一個(gè)連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與另一個(gè)連桿相連，該連桿的另一端通過圓柱副與定平臺(tái)相連；第三分支的一個(gè)連桿通過移動(dòng)副與定平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與另一個(gè)連桿相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連。
全文摘要
一種三自由度移動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其主要由定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)和連接這兩個(gè)平臺(tái)的三個(gè)分支組成，其中第一分支的一個(gè)連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與定平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與另一個(gè)連桿相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與第三個(gè)連桿的一端相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連；第二分支的一個(gè)連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與另一個(gè)連桿相連，該連桿的另一端通過圓柱副與定平臺(tái)相連；第三分支的一個(gè)連桿通過移動(dòng)副與定平臺(tái)相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與另一個(gè)連桿相連，該連桿的另一端通過移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)相連。本發(fā)明具有工作空間大、制造安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)完全解耦、易于控制等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B25J9/08GK102699907SQ20121007155
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者盧文娟, 張一同, 張立杰, 曾達(dá)幸 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)