[发明专利]具有远架单杆的空间三平动并联机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，特别是涉及一种具有远架单杆的空间三平动并联机构。

背景技术

美国专利US4976572(或WO7703527、EP0250470、CH672079、EP0250470、JP63501760T)公开了一种空间对称三平动并联机构，包括三条主动支链，每条支链包括近架杆和远架杆两部分。此类机构远架杆的形式分为两种，一种为单杆形式，杆的两端通过虎克铰分别与近架杆和动平台连接；一种为双杆构成的平行四边形，每根杆两端通过球铰链分别与近架杆和动平台连接，其中近架杆一端相对于固定机架仅具有一个移动或转动自由度，另一端通过球铰与远架杆的一端连接，从而限制动平台相对于固定机架的三个回转自由度。此类机构末端执行器的姿态不易保证，在提高控制精度上有很大的难度。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述现有技术中的不足，提供一种能够提高机构姿态精度的具有远架单杆的空间三平动并联机构。

为解决上述技术问题，本发明的基本构思是：由主动支链保证动平台的位置精度，由从动支链保证动平台的姿态精度。

作为实现本发明基本构思的第一种技术方案，一种具有远架单杆的空间三平动并联机构，包括固定架、动平台以及分别对称均匀设置在所述的固定架与动平台之间的三条结构相同的主动支链；所述主动支链包括固接于固定架的驱动装置，所述驱动装置的输出端连接有近架杆，所述近架杆连接有与所述动平台相连接的远架单杆，其特征是，所述远架单杆的两端分别球铰接于所述近架杆和动平台；所述固定架和动平台之间还连接有限制动平台的三个转动自由度的一条从动支链，所述从动支链包括与所述固定架形成移动副的移动杆组和两端分别与所述移动杆组、动平台铰接的等长杆组，所述等长杆组包括一根中心杆和周围至少三根等长侧杆，所述中心杆两端分别采用虎克铰与所述移动杆组端部和动平台连接，所述等长侧杆两端分别采用球铰与移动杆组端部和动平台连接。

所述等长侧杆有三根。

作为实现本发明基本构思的第二种技术方案，一种具有远架单杆的空间三平动并联机构，包括固定架、动平台以及分别对称均匀设置在所述的固定架与动平台之间的三条结构相同的主动支链；所述主动支链包括固接于固定架的驱动装置，所述驱动装置的输出端连接有近架杆，所述近架杆连接有与所述动平台相连接的远架单杆，所述远架单杆的两端分别球铰接于所述近架杆和动平台；所述固定架和动平台之间还连接有限制动平台的三个转动自由度的一条从动支链，所述从动支链包括与所述固定架依次连接的由全回转副连接的局部支链组、可纵向平动的平台和等长杆组，其中全回转副连接的局部支链采用至少两条结构相同的支链对称布置，每条支链包括串联的第一杆件和第二杆件，第一杆件与固定架之间、第一杆件与第二杆件之间以及第二杆件与可纵向平动的平台之间均采用回转副连接；所述等长杆组包括一根中心杆和周围至少三根等长侧杆，所述中心杆两端分别采用虎克铰与所述可纵向平动的平台和动平台连接，所述等长侧杆两端分别采用球铰与可纵向平动的平台和动平台连接。

所述等长侧杆有三根。

作为实现本发明基本构思的第三种技术方案，一种具有远架单杆的空间三平动并联机构，包括固定架、动平台以及分别对称均匀设置在所述的固定架与动平台之间的三条结构相同的主动支链；所述主动支链包括固接于固定架的驱动装置，所述驱动装置的输出端连接有近架杆，所述近架杆连接有与所述动平台相连接的远架单杆，所述远架单杆的两端分别球铰接于所述近架杆和动平台；所述固定架和动平台之间还连接有限制动平台的三个转动自由度的一条从动支链，所述从动支链包括三根中间为移动副且两端分别采用虎克铰与固定架和动平台连接的伸缩杆组，其中每根伸缩杆两端的虎克铰的近架旋转轴的轴线平行，每根近架杆的旋转轴线与其对应的伸缩杆两端的虎克铰的近架旋转轴的轴线平行。

所述的驱动装置采用直线电机驱动结构。

所述的驱动装置采用扭矩电机驱动结构。

所述的驱动装置采用伺服电机一减速器结构。

本发明的有益效果是：简化主动支链、增加从动支链，限制了动平台的三个回转自由度，使动平台相对固定架仅具有三个平动自由度。由主动支链保证动平台的位置精度，由从动支链保证动平台的姿态精度，容易识别几何误差源，并且从动支链可以提供末端执行器的旋转自由度，从而降低了机构的制造成本。

附图说明

图1-1是本发明第一种技术方案的结构示意图；

图1-2是本发明第一种技术方案的从动支链的结构示意图；

图1-3是图1-2的I部放大图；

图1-4是图1-2的II部放大图；