[实用新型]一种四自由度并联机械手

说明书

本实用新型公开了一种四自由度并联机械手，包括定平台、动平台、三条支链，三条支链由复杂支链Ⅰ、简单支链Ⅱ、简单支链Ⅲ组成；所述定平台、动平台通过三条支链连接，三条支链的复合运动构成了动平台的输出运动。本实用新型基于方位特征集理论采用一条复杂支链和两条简单支链连接动平台和定平台来构建并联机械手，该结构简单，易于控制，能实现空间两维移动和两维转动，可用于工业复杂曲面的加工和焊接作业，是一种新型的并联机械手，可以为加工制造提供帮助。

技术领域

本实用新型涉及一种四自由度并联机械手，属于并联机器人技术领域。

背景技术

目前对并联机构的综合方面，国内外学者均做出了巨大的贡献，然而绝大多数机构是瞬时机构，这导致了机构在运动过程中机构的自由度会缺失或者是增加，这导致了需要对机构自由度的瞬时特性进行判别，这严重阻碍了机构学方面的发展。

在现在的工业领域中，在一些特殊的场合并不一定要具备空间三维平移和三维转动的六自由度机构，因为此类机构的控制比较复杂，制造加工也不便。比如在空间某一高度的物资在一个平面内从一个地方移动到另外一个地方，这样的场合其实四个自由度的机械手就足够了。因此，为了满足特定场合对两平移两转动并联机械手的需求，也为了增加此类机构的构型库，以便供设计人员参考，有必要提出一种新型四自由度并联机械手。

发明内容

本实用新型提供了一种四自由度并联机械手，通过三条支链连接动、定平台构建并联机构，能够实现空间两维移动和两维转动。

本实用新型的技术方案是：一种四自由度并联机械手，包括定平台N、动平台M、三条支链，三条支链由复杂支链Ⅰ、简单支链Ⅱ、简单支链Ⅲ组成；

所述定平台N、动平台M通过三条支链连接，三条支链的复合运动构成了动平台M的输出运动；

所述复杂支链Ⅰ对动平台M产生两维移动和两维转动的作用；

所述简单支链Ⅱ为能实现空间6自由度运动的串联链，不对动平台M运动产生约束；

所述简单支链Ⅲ为能实现空间6自由度运动的串联链，不对动平台M运动产生约束；

所述简单支链Ⅱ采用的结构与简单支链Ⅲ相同。

所述动平台M采用任意三角形形式配置；定平台N采用任意形式配置。

所述复杂支链Ⅰ一端与动平台M一个角焊接连接，简单支链Ⅱ、简单支链Ⅲ一端的运动副分别与动平台M的另外两个角连接，复杂支链Ⅰ另一端三个分支、简单支链Ⅱ另一端、简单支链Ⅲ另一端的运动副分别与定平台N连接，复杂支链Ⅰ另一端三个分支的运动副连接的定平台N构成了一个直角三角形，简单支链Ⅱ另一端、简单支链Ⅲ另一端的运动副连接的定平台N任意位置，三条支链不相交。

与动平台M的三个角连接的三条支链一端分别为：复杂支链Ⅰ的一端为第八连接杆8，简单支链Ⅱ、简单支链Ⅲ一端为球副或虎克铰；作为驱动副的与定平台N连接的复杂支链Ⅰ另一端三个分支、简单支链Ⅱ另一端、简单支链Ⅲ另一端的运动副为：复杂支链Ⅰ另一端三个分支的运动副为转动副或移动副，简单支链Ⅱ、简单支链Ⅲ另一端的运动副为转动副或移动副。

所述复杂支链Ⅰ由子并联机构X、虎克铰U、第七连接杆7、第八连接杆8构成；其中，子并联机构X的一端与定平台N连接，子并联机构X另一端通过第七连接杆7与虎克铰U一端连接，虎克铰U另一端通过第八连接杆8与动平台M的一个角焊接连接。