[发明专利]一种新型平面两自由度冗余驱动并联移动平台

说明书

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，特别涉及一种新型平面两自由度冗余驱动并联移动平台。

背景技术

移动平台作为一种通用性较强的装置，可以用来承载、定位、搬运，在机床、汽车、航空、医疗等行业得到了广泛的应用。随着科技不断向着高速、高效、精密和自动化的方向发展，各相关行业对移动平台的快速性、定位准确性、承载能力等提出了越来越高的要求。

目前常见的平面移动平台主要是通过单自由度的直线进给系统串联构成，传动的方式有滚珠丝杠、蜗轮蜗杆、齿轮齿条传动等。单自由度直线系统具有结构简单、控制容易、成本低廉等特点，因此使用较为广泛。但是，使用单自由度直线系统串联而成的移动平台在应用中还是存在着不可避免的一些缺点。如使用滚珠丝杠传动的串联移动平台，在重载工况下，会因刚度不够而变形；在高速运行情况下，会由于滚珠丝杠弹性变形引起振动而影响其定位精度。使用蜗轮蜗杆传动的移动平台，动态特性较差，运行效率比较低，而且也很难达到较高的定位精度。

并联机构作为近几十年出现的新型机构，具有刚度高、动态性能好、模块化程度高等特点，因此得到了人们的广泛关注。冗余驱动并联机构作为一种特殊的并联机构，通过对冗余驱动支链的合理控制，可以进一步提高机构的刚度、动态性能、定位精度，因此可以使用冗余驱动并联机构设计移动平台，解决串联移动平台存在的问题。

发明内容

为了解决串联移动平台存在的问题，本发明提出了一种新型两自由度冗余驱动并联移动平台。

本发明所述的新型两自由度冗余驱动并联移动平台由非冗余并联机构和冗余驱动支链组成：

所述的非冗余并联机构的结构是：

在底板1的左侧一端布置有第一滑动块24的驱动机构；在底板1的右侧、和第一滑动块24的驱动机构的同一端布置有第二滑动块27的驱动机构；

其中，第一滑动块24的驱动机构的结构如下：

在所述的底板1的左侧一端固定有第一电机支撑座2；第一伺服电机3固定在所述的第一电机支撑座2上；第一滚珠丝杠4通过第一联轴器5与所述的第一伺服电机3的转轴连接；第一滚珠丝杠4在靠近所述的第一联轴器5的一端，通过固定在所述的第一电机支撑座2上的第一滚珠丝杠固定端6进行支撑转动，另一端通过固定在所述的底板1上的第一滚珠丝杠支撑端7进行支撑转动；在所述的第一滚珠丝杠4上套接了无法兰式的第一丝杠螺母8；在所述的第一滚珠丝杠4的两侧平行且等距地分别布置有第一直线导轨9和第二直线导轨10；在所述的第一直线导轨9和第二直线导轨10的同一横向位置分别安置有第一滑块11和第二滑块12；

第二滑动块27的驱动机构的结构为：

在所述的底板1的右侧、和第一伺服电机3同一端固定有第二电机支撑座13，第二伺服电机14固定在所述的第二电机支撑座13上；第二滚珠丝杠15通过第二联轴器16与所述的第二伺服电机14的转轴连接；第二滚珠丝杠15在靠近所述的第二联轴器16的一端，通过固定在所述的第二电机支撑座13上的第二滚珠丝杠固定端17进行支撑转动，另一端通过固定在所述的底板1上的第二滚珠丝杠支撑端18进行支撑转动；在所述的第二滚珠丝杠15上套接了无法兰式的第二丝杠螺母19；在所述的第二滚珠丝杠15的两侧平行且等距地分别布置有第三直线导轨20和第四直线导轨21，在所述的第三直线导轨20和第四直线导轨21的同一横向位置分别安置有第三滑块22和第四滑块23；

在所述的第一丝杠螺母8上通过键连接的形式固定连接了第一滑动块24，所述的第一滑动块24同时固定在所述的第一滑块11和第二滑块12上；在所述的第一滑动块24上，通过铰接形式连接有第一连杆25和第二连杆26，且两个铰链点的连线与所述的第一滚珠丝杠4的轴线平行；

在所述的第二丝杠螺母19上通过键连接形式固定连接了第二滑动块27，所述的第二滑动块27同时固定在所述的第三滑块22和第四滑块23上；在所述的第二滑动块27上，通过铰接形式连接有第三连杆28；

所述的第一连杆25、第二连杆26和第三连杆28长度相等，且同时通过铰接的形式连接于动平台29的底面；在所述的动平台29上连接第一连杆25和第二连杆26的铰链点之间的距离与所述的第一滑动块24上的两个铰链点距离相等，从而第一滑动块24、第一连杆25、第二连杆26和动平台29形成了一个平行四边形机构，限制了动平台29的转动；

所述的冗余驱动支链的结构是：

在所述的底板1的右侧、和第二伺服电机14相对的另一端布置有第三滑动块41的驱动机构，所述的驱动机构的结构如下：