[发明专利]一种可实现高速运动的五自由度并联机械手

摘要

本发明公开了一种可实现高速运动的五自由度并联机械手，包括固定架、动平台以及对称布置在固定架与动平台之间的五条结构相同的支链，固定架上固接有五个驱动装置；动平台包括两个球杆座、两个相互平行等长的连杆和一中心板；分别构成两组平面平行四边形结构；通过两组齿轮啮合传动机构，将两球杆座相对于中心板的平动或两组平行连杆相对于中心板的转动转化为二自由度手腕的两个动力输入；在驱动装置的作用下，实现动平台三维平动和二自由度手腕的二维转动。本发明整体结构对称，动平台受力均匀，运动部件质量轻，易实现高速运动，可满足复杂抓放操作的要求。

主权项

一种可实现高速运动的五自由度并联机械手，包括固定架（2）、动平台（7）以及对称布置在所述固定架（2）与动平台（7）之间的五条结构相同的支链，所述固定架（2）上固接有五个驱动装置（1）；每条支链由近架杆（3）、上连接轴（4）、两个相互平行且等长的远架杆和下连接轴（6）构成；每条支链的所述近架杆（3）的一端分别与固定于固定架（2）上的一个驱动装置（1）的输出端固接，所述近架杆（3）的另一端与该支链中的上连接轴（4）固接；两个远架杆的一端分别通过球铰链与该支链中的上连接轴（4）球铰接，两个远架杆的另一端分别通过球铰链与该支链中的下连接轴（6）球铰接；每条支链中的上连接轴（4）、两个平行的远架杆和下连接轴（6）构成一平行四边形结构；其特征在于：所述动平台（7）包括两个球杆座、四个连杆和一中心板；两个球杆座位于所述中心板（9）的两侧，所述中心板（9）与两侧的球杆座之间均分别连接有两个平行的连杆；两个球杆座还分别与两个下连接轴（6）固接，所述中心板与另外一个下连接轴（6）固接；每两个平行的连杆和与之相连的一个球杆座及中心板共构成两组平面平行四边形结构；所述球杆座与两个平行的连杆之间、所述中心板（9）与两个平行的连杆之间均为转动副；所述中心板（9）的下方设有一二自由度手腕（13），所述二自由度手腕（13）的两个输入轴之间为同轴设置或者为平行布置，同时，两个输入轴与两组两个平行的连杆在中心板（9）上的转动轴线平行；所述二自由度手腕（13）的一个输入轴上固接有两个小齿轮，两个小齿轮轴线重合；在动平台(7)中的两组平面平行四边形结构内对称的位置上分别固接有两个大齿轮，两个大齿轮分别与两个小齿轮啮合；在所述驱动装置（1）的作用下，每条支链带动所属支链的下连接轴（6）运动，进而带动动平台（7）产生三维平动运动；所述两组平面平行四边形结构使两个球杆座相对于中心板（9）产生平行错动，从而使两组平行的连杆相对于中心板（9）产生转动；两组齿轮传动机构将球杆座相对于中心板（9）的错动或两组两个平行的连杆相对于中心板（9）的转动均转化为二自由度手腕（13）的两个动力输入，实现二自由度手腕（13）的二维转动。