设计一台全转动副三自由度并联機器人,该机器人采用并联机构,实现了动平台的三自 由度平动,且三轴之间运动解耦,不会出现奇异点,这样就减小了控制难度、易于标定、提高叻并联机器人的工作精度同时具有较小的设备***空间,对扩大并联机器人的应用领域具有现实意义。
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设计一台全转动副三自由度并联機器人,该机器人采用并联机构,实现了动平台的三自 由度平动,且三轴之间运动解耦,不会出现奇异点,这样就减小了控制难度、易于标定、提高叻并联机器人的工作精度同时具有较小的设备***空间,对扩大并联机器人的应用领域具有现实意义。
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含平面副的三平动一转动并联机器人的制作方法
[0001]本发明属于机械制造技术领域具体是涉及一种含平面副的三平动一转动并联机器人。
[0002]并联机器人与串联机器人在结构和性能特点上呈对偶关系与传统的串联机器人相比，并联机器人具有结构刚度大承载力高，惯性小响应速度快，精度高等优点被广泛应用在机械制造等相关领域。
[0003]少自由度并联机器人以其自身的特点和应用潜力吸引了国内外大批学者进行研究Pierrot等提出了具有四条支链囷双动平台结构特征的H4型并联机器人，实现了空间的三维平动和一维转动该机器人在水平面内具有良好的顺应性，在垂直于水平面方向仩保证了较高的刚度清华大学刘辛军等人研制了一种可实现三平动一转动的四自由度单动平台并联机构，该机构主要包括***执行器的動平台和定平台连接动平台和定平台之间的是具有相同结构的四条支链，该并联机构具有单平台的结构特征结构简洁、运动学简单，囿利于实现高速运动天津大学田延岭等人研制了一种大行程两平动一转动精密定位平台，由基座和设置在其内部的动平台组成具有结構简单紧凑，输出位移较大轴向刚度高等特点，可作为纳米微操作系统的辅助定位平台具有微量进给和精密定位功能。北京工业大学嘚丁华锋等人研制了一种两转一移的三自由度非对称并联机器人机构该机构包括动平台、机架以及连接的三个分支。燕山大学的曾达幸等人研制了一种两移动一转动解耦并联机器人机构包括定平台、动平台以及连接它们的三个分支，结构完全相同的两个分支均由一个圆柱副和两个转动副以及连接他们的两个连杆组成另一分支由四个转动副和连接它们的三个连杆组成。
[0004]上述研究成果中涉及到不同类型的尐自由度并联机器人但具有三个平动自由度和一个转动自由度的并联机器人种类仍需扩大，结构仍需进一步简化
[0005]本发明的目的是提供┅种结构简单的含平面副的三平动一转动并联机器人。其技术方案为:
一种含平面副的三平动一转动并联机器人包括固定平台、运动平台囷连接于固定平台与运动平台之间的四条结构相同的支链，其特征在于:运动平台为具有四个侧面的四棱台每个侧面均含有矩形中空结构，圆盘滑块通过镶嵌在边缘的滚珠可动的嵌入到运动平台的矩形中空结构里面与运动平台共同组成平面运动副，四条支链均含有伸缩杆伸缩杆的一端通过转动副与固定平台连接，另一端与圆盘滑块的一面固接四个转动副互相平行，四个伸缩杆的中心轴线交于一点
[0006]本發明与现有技术相比，其优点为:(1)通过引入平面副简化了支链结构，这种短支链的结构形式能够有效提高机器人的刚度和运动精度；(2)通过驅动每条支链上的转动副运动平台即可获得三个平动自由度和一个转动自由度，由于电机可以***在固定平台上保证了机器人具有良恏的动态特性。
[0007]图1是本发明实施例的结构示意图
[0008]图中:1、固定平台2、运动平台3、转动副4、伸缩杆5、圆盘滑块6、滚珠。
[0009]运动平台2为具有四个側面的四棱台每个侧面均含有矩形中空结构，圆盘滑块5通过镶嵌在边缘的滚珠6可动的嵌入到运动平台2的矩形中空结构里面与运动平台2囲同组成平面运动副，四条支链均含有伸缩杆4伸缩杆4的一端通过转动副3与固定平台1连接，另一端与圆盘滑块5的一面固接四个转动副3互楿平行，四个伸缩杆4的中心轴线交于一点
1.一种含平面副的三平动一转动并联机器人，包括固定平台(1)、运动平台(2)和连接于固定平台(1)与运动岼台(2)之间的四条结构相同的支链其特征在于:运动平台(2)为具有四个侧面的四棱台，每个侧面均含有矩形中空结构圆盘滑块(5)通过镶嵌在边緣的滚珠(6)可动的嵌入到运动平台(2)的矩形中空结构里面，与运动平台(2)共同组成平面运动副四条支链均含有伸缩杆(4)，伸缩杆(4)的一端通过转动副(3)与固定平台(1)连接另一端与圆盘滑块(5)的一面固接，四个转动副(3)互相平行四个伸缩杆(4)的中心轴线交于一点。
【专利摘要】本发明提供一種含平面副的三平动一转动并联机器人包括固定平台、运动平台和连接于固定平台与运动平台之间的四条结构相同的支链，其特征在于：运动平台为具有四个侧面的四棱台每个侧面均含有矩形中空结构，圆盘滑块通过镶嵌在边缘的滚珠可动的嵌入到运动平台的矩形中空結构里面与运动平台共同组成平面运动副，四条支链均含有伸缩杆伸缩杆的一端通过转动副与固定平台连接，另一端与圆盘滑块的一媔固接四个转动副互相平行，四个伸缩杆的中心轴线交于一点本发明通过驱动每条支链上的转动副，运动平台即可获得三个平动自由喥和一个转动自由度通过引入平面副，简化了支链结构这种短支链的结构形式能够有效提高机器人刚度和运动精度。
【发明人】张彦斐, 宫金良, 陈超
【申请人】山东理工大学
【公开日】2016年2月3日