[发明专利]一种四自由度并联机器人机构

说明书

本发明提供一种四自由度并联机器人机构，包括机架、动平台以及连接在机架和动平台之间的第一支脚、第二支脚、第三支脚和第四支脚，第一支脚的下部通过第一十字连接件转动安装在机架上，第一支脚的上部通过第三转轴转动安装在动平台上，第二支脚的下部通过第二十字连接件转动安装在机架上，第二支脚的上部通过第六转轴转动连接在动平台上，第三支脚的下部通过第三十字连接件转动安装在机架上，第三支脚的上部通过第九转轴转动安装在动平台上，第四支脚的下部通过第四十字连接件转动安装在机架上，第四支脚的上部通过第十二转轴转动安装在动平台上；本发明的机构各支脚结构相同，制造简单，机构刚度高，工作空间大，动态性能好，且易于控制，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及机器人机构技术领域，尤其涉及一种四自由度并联机器人机构。

背景技术

并联机构相对于串联机构具有刚度大、承载能力强、累计误差小、精度高等优点，六自由度并联机构能够实现六个自由度的位置和姿势调整，但是一般情况下，由于自由度数目的增加，分支数目也会相应增加，控制过程的复杂程度也就相应增加。

近年来，少自由度并联机构中的四自由度并联机构不断受到研究者的重视和青睐，但是现有的四自由度并联机器人大多分支结构不同，各项同性不好；因此发明加工制造简单、性能优良且分支结构相同的并联机构很有必要。同时，将四自由度并联机构用作海洋运动模拟器的设计较少，而将其用作海洋钻井稳定调平平台的设计基本没有。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种工作空间大、刚度大且易于控制的四自由度并联机器人机构。

本发明提供一种四自由度并联机器人机构，包括机架、动平台以及连接在机架和动平台之间的第一支脚、第二支脚、第三支脚和第四支脚，所述第一支脚、所述第二支脚、所述第三支脚和所述第四支脚均可伸缩，所述第一支脚的下部通过一第一十字连接件转动安装在所述机架上，所述第一十字连接件包括相互垂直的第一转轴和第二转轴，所述第一支脚可分别绕所述第一转轴和第二转轴转动，所述第一支脚的上部通过第三转轴转动安装在所述动平台上，所述第二支脚的下部通过第二十字连接件转动安装在所述机架上，所述第二十字连接件包括相互垂直的第四转轴和第五转轴，所述第二支脚可分别绕所述第四转轴和第五转轴转动，所述第二支脚的上部通过第六转轴转动连接在所述动平台上，所述第三支脚的下部通过第三十字连接件转动安装在所述机架上，所述第三十字连接件包括相互垂直的第七转轴和第八转轴，所述第三支脚可分别绕所述第七转轴和所述第八转轴转动，所述第三支脚的上部通过第九转轴转动安装在所述动平台上，所述第四支脚的下部通过第四十字连接件转动安装在所述机架上，所述第四十字连接件包括相互垂直的第十转轴和第十一转轴，所述第四支脚可分别绕所述第十转轴和所述第十一转轴转动，所述第四支脚的上部通过第十二转轴转动安装在所述动平台上。

进一步地，所述机架上固定有第一基座、第二基座、第三基座和第四基座，该四个基座中两两相邻基座之间的连线组成一正方形，所述第一转轴转动连接所述第一基座，所述第四转轴转动连接所述第二基座，所述第七转轴转动连接所述第三基座，所述第十转轴转动连接所述第四基座。

进一步地，所述动平台上固定有第五基座、第六基座、第七基座和第八基座，该四个基座中两两相邻基座之间的连线组成一正方形，所述第三转轴转动连接所述第五基座，所述第六转轴转动连接所述第六基座，所述第九转轴转动连接所述第七基座，所述第十二转轴转动连接所述第八基座。

进一步地，所述第一支脚包括第一驱动杆和第二驱动杆，所述第二驱动杆通过第一移动副在所述第一驱动杆内做伸缩运动，所述第二支脚包括第三驱动杆和第四驱动杆，所述第四驱动杆通过第二移动副在所述第三驱动杆内做伸缩运动，所述第三支脚包括第五驱动杆和第六驱动杆，所述第六驱动杆通过第三移动副在所述第五驱动杆内做伸缩运动，所述第四支脚包括第七驱动杆和第八驱动杆，所述第八驱动杆通过第四移动副在所述第七驱动杆内做伸缩运动。