[发明专利]一种具有平面两移动自由度的并联机构

说明书

本发明公开了一种具有平面两移动自由度的并联机构，包括：驱动组件，驱动组件包括第一驱动单元和第二驱动单元；第一连杆，第一连杆与第一驱动单元相连；第二连杆，第二连杆与第二驱动单元相连；动平台，动平台的两端分别与第一连杆和第二连杆相连以使动平台在参考平面内具有两个移动自由度；机架，第一驱动单元和第二驱动单元分别连接在机架上，以使得第一驱动单元、第二驱动单元、第一连杆、第二连杆、机架和动平台构成空间闭环机构。根据本发明实施例的具有平面两移动自由度的并联机构，可在平面内具有两个移动自由度，结构更加紧凑、简洁，控制灵活，适用于精密操作、加工领域。

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是涉及一种具有平面两移动自由度的并联机构。

背景技术

随着工业水平的发展，机器人和机床的应用需求不断提高，如塑料工业、电子工业、药品工业和食品工业领域内的轻质物料的快速包装、分拣以及搬运等；个性化小型平面数控操作如切割、打印以及雕刻等；制造领域中金属切削、材料焊接以及表面喷涂等。分析表明，针对以上两维点到点以及任意曲线运动，仅需平面两移动自由度即可实现。

传统的平面两自由度机构多采用串联形式实现，存在误差积累、运动部件质量大等问题。与串联机构不同，并联机构是由两个或多个运动学支链构成的闭环结构，具有结构紧凑、刚度高、承载能力大等优点，成为机器人和机床设计的理想选择之一，但相关技术中的并联机构在实现平面两自由度的同时，仍存在一些问题需要解决，如冗余和被动约束支链带来的运动学以及结构复杂性等。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有平面两移动自由度的并联机构，所述具有平面两移动自由度的并联机构可在平面内具有两个移动自由度，结构更加紧凑、简洁，控制灵活，适用于精密操作、加工领域。

根据本发明实施例的具有平面两移动自由度的并联机构，其特征在于，包括：驱动组件，所述驱动组件包括结构相同的第一驱动单元和第二驱动单元；第一连杆，所述第一连杆与所述第一驱动单元相连以在所述第一驱动单元的驱动下在参考平面内运动；第二连杆，所述第二连杆与所述第二驱动单元相连以在所述第二驱动单元的驱动下在所述参考平面内运动；动平台，所述动平台具有与所述参考平面始终垂直的主平面，所述动平台的两端分别与所述第一连杆和所述第二连杆相连以使所述动平台在所述参考平面内具有两个移动自由度，其中所述第一连杆的两端通过相同的运动副分别与所述第一驱动单元和所述动平台相连，所述第二连杆的两端通过相同的运动副分别与所述第二驱动单元和所述动平台相连；机架，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元分别连接在所述机架上，以使得所述第一驱动单元、所述第二驱动单元、所述第一连杆、所述第二连杆、所述机架和所述动平台构成空间闭环机构。

根据本发明实施例的具有平面两移动自由度的并联机构，通过利用将两个驱动单元设置在机架上，并通过利用两个连杆与动平台的两端相连后再与两个驱动单元分别相连，从而带动动平台运动，这样第一驱动单元、第二驱动单元、第一连杆、第二连杆、机架和动平台构成空间闭环机构，从而使得本实施例中的并联机构的结构紧凑、简洁，控制灵活，适用于精密操作、加工领域。

根据本发明的一个实施例，所述第一连杆的两端通过第一运动副分别与所述第一驱动单元和所述动平台相连，所述第一运动副包括两个彼此垂直的第一转动副，且两个所述第一运动副中的第一转动副对应平行；所述第二连杆的两端通过第二运动副分别与所述第二驱动单元和所述动平台相连，所述第二运动副包括第二转动副，且两个第二运动副中的第二转动副彼此平行。