[发明专利]一种两移动一转动的三自由度并联机构

说明书

本发明公开了一种两移动一转动的三自由度并联机构，包括定平台、动平台、两个第一活动机构和一个第二活动机构；动平台位于定平台下方；第二活动机构包括依次连接的第一移动副、第四转动副、第四连接部、第五转动副、第五连接部和与定平台相连的第六转动副；第一活动机构包括依次连接的第一转动副、第一连接部、第二转动副、第二连接部、第三转动副、第三连接部和第一虎克铰，第一转动副和第一虎克铰分别活动连接在动平台和定平台上；两个第一活动机构对称设置在第二活动机构两侧；该机构中每个活动机构仅有一个驱动部分，易于操作控制，且具有良好的灵活性及姿态调整能力，并兼具有精度与刚度高、动态性能好、承载能力和工作空间大的优点。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别涉及一种两移动一转动的三自由度并联机构。

背景技术

与串联机构相比，并联机构具有更大的结构刚度和承载力、更高的定位精度和更易于实现控制等优点，所以并联机器人被广泛应用于工业制造和食品包装等领域。由于很多领域的工业机器人不需要6个自由度即可完成任务，因此，对少自由度并联机器人的需求量更大。其中，三自由度并联机器人是目前研究和应用最多的少自由度并联机构。

目前，三自由度并联机器人可以分为四类：三转动并联机构，如3-SPS/S型等机构；三移动并联机构，如Delta型(含4S或者4U平行子链)、3-RUU型等机构；一移动两转动并联机构，如3-RPS型、3-PRS型等机构。其中，已公开专利CN104858860A公开了一种具有两平动一转动的并联机构，已公开专利CN107020615A公开了一种运动解耦的三自由度两平移一转动并联机构，已公开专利CN107498541A公开了一种两平动一转动三自由度并联机构，已公开专利CN105108742A公开了解耦型两平动一转动并联机器人，上述已公开专利均公开了一种具有移动一转动并联机构的机器人；其中，前三个公已公开专利的机构中均含有球铰，存在关节高精度制造难度大和成本高的问题，而解耦型两平动一转动并联机器人所公开的机构中虽然不含球铰，但其所占空间较大且工作空间比较小，导致其普适度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种精度与刚度高、动态性能好、承载能力、且工作空间大的两移动一转动的三自由度并联机构。

为此，本发明技术方案如下：

一种两移动一转动的三自由度并联机构的第一种结构，其包括一个定平台、一个动平台、两个第一活动机构和一个第二活动机构；其中，

动平台水平设置在定平台的下方，且在动平台的顶面上设有固定凸台；

第二活动机构包括第一移动副、第四转动副、第四连接部、第五转动副、第五连接部和第六转动副；第一移动副为由第一移动副滑轨和第一移动副滑块构成的滑块机构；第一移动副滑轨竖直设置，第一移动副滑块与第四连接部之间通过第四转动副活动连接，第四连接部与第五连接部之间通过第五转动副活动连接，第五连接部与固定凸台之间通过第六转动副活动连接；其中，第四转动副的轴线、第五转动副的轴线相互平行且平行于水平面设置，第六转动副的轴线平行于水平面且垂直于第五转动副的轴线；

第一活动机构包括第一转动副、第一连接部、第二转动副、第二连接部、第三转动副、第三连接部和第一虎克铰；第一连接部与第二连接部之间通过第二转动副活动连接，第二连接部与第三连接部之间通过第三转动副活动连接，第一虎克铰包括活动连接的上转动副和下转动副，其上转动副固定在第三连接部底端；

两个第一活动机构对称设置在第二活动机构两侧，二者顶端通过第一转动副活动连接在定平台的侧壁上、底端通过第一虎克铰的下转动副固定在动平台上；其中，第一转动副的轴线、第二转动副的轴线以及第一虎克铰的下转动副的轴线相互平行，且均平行于第六转动副的轴线；第三转动副的轴线平行于第一虎克铰的上转动副的轴线，且二者均垂直于第二转动副的轴线。

一种两移动一转动的三自由度并联机构的第二种结构，其包括一个定平台、一个动平台、两个第一活动机构和一个第二活动机构；其中，