[发明专利]两平移一转动并联机器人

说明书

技术领域

本发明属于并联机器人技术领域，涉及两平移一转动并联机器人。

背景技术

随着现代化工业的不断发展，生产过程机械化及自动化水平的提升，机械 手在机械加工和装配过程中起到了越来越重要的作用。特别是在工业生产和运 输业上得到了越来越广泛的应用。在实际生产中，机械手的应用提高生产的自 动化水平，从而提高劳动生产效率。在恶劣的环境下，机械手代替人进行正常 的工作，他能减轻劳动强度、保证产品的质量、实现安全生产。

并联机构通常由动平台、静平台及两平台之间的若干支链组成，具有刚度 大、速度快、精度高的优点，在工业机器人、运动模拟器、并联机床等领域得 到广泛应用。近年来，并联机构应用于机械手抓受到国内外学者的广泛关注， 并已经开始了相关的应用研究。并联机构应用于机械手，可实现多维、高精度、 高速度的控制动平台运动，满足生产和生活的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供两平移一转动并 联机器人。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：两平移一转动并联机器 人，包括一个定平台、一个动平台以及连接在定平台和动平台之间的三条支链， 第一支链包括依次连接的第一转动副、驱动臂、第二转动副、复合运动副(4R) 和第三转动副，第一转动副与定平台底部连接，第三转动副与动平台顶部连接； 第三支链与第一支链结构相同并对称设置于定平台和动平台两侧，第二支链处 于第一支链、第三支链之间的定平台和动平台中央；第二支链包括依次连接的 第一移动副、连杆、第二移动副和第四转动副，第一移动副与定平台底部连接， 第四转动副与动平台顶部连接；第一支链、第二支链和第三支链分别与定平台、 动平台连接形成一个空间并联闭环机构，通过三个输入运动驱动动平台运动， 实现两个平动自由度和一个转动自由度。

进一步地，定平台呈正方形，动平台呈圆形。

进一步地，第一支链、第三支链的第一转动副连接在定平台的左右侧，第 二支链的第一移动副连接在定平台中间。

进一步地，复合运动副(4R)为弱耦合单元。

进一步地，定平台与第一支链、第三支链之间的三个转动副轴线相互平行， 第二支链的第四转动副轴线与第一支链、第三支链的三个转动副轴线相互平行。

进一步地，第一移动副的轴线方向平行于第一支链、第三支链的三个转动 副轴线方向，第二移动副的轴线方向垂直于第一移动副的轴线方向。

进一步地，第一转动副、第一移动副均为主动驱动。

本发明的有益效果是：通过三个主动驱动的移动运动副驱动动平台运动， 实现空间内的两维平动运动和一维旋转运动；存在的复合运动副(4R)为弱耦 合单元大大加强机构强度且具有结构简明、运动学相对简单、控制相对简洁的 特点；为少自由度抓取、专用焊接等并联运动装备提供了新机型，为其开发与 实用化提供了可能。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

其中：4.定平台，5.动平台，11.第一转动副，12.驱动臂，13.第二 转动副，14.复合运动副(4R)，15.第三转动副，21.第一移动副，22.连 杆，23.第二移动副，24.第四转动副。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明 而不是对本发明的进一步限定。

如图1所示的两平移一转动并联机器人，包括一个定平台4、一个动平台5 以及连接在定平台4和动平台5之间的三条支链，第一支链包括依次连接的第 一转动副11、驱动臂12、第二转动副13、复合运动副(4R)14和第三转动副 15，第一转动副11与定平台4底部连接，第三转动副15与动平台5顶部连接； 第三支链与第一支链结构相同并对称设置于定平台4和动平台5两侧，第二支 链处于第一支链、第三支链之间的定平台4和动平台5中央；第二支链包括依 次连接的第一移动副21、连杆22、第二移动副23和第四转动副24，第一移动 副21与定平台4底部连接，第四转动副24与动平台5顶部连接；第一支链、 第二支链和第三支链分别与定平台4、动平台5连接形成一个空间并联闭环机构， 通过三个输入运动驱动动平台5运动，实现两个平动自由度和一个转动自由度。