[发明专利]可实现两转动和一平动自由度的并联机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联机器人机构，更具体地说，本发明涉及一种可实现两转动和一平动自由度的空间并联机构。

背景技术

根据专利US6431802(或WO0025976、EP1123175、CA2349579、DE19850708、ES2198991T、DE59905578D、AT240184T)可知，现有的空间两转动一平动并联机构，包括固定架、动平台及三条结构相同的支链，每条支链包括驱动装置、直线导轨、拖板、铰链和连接杆五部分。这种并联机构的结构在空间呈轴对称布置，末端执行器与动平台固定连接，连接杆一端通过具有三个回转自由度的铰链与动平台连接，另一端通过具有一个回转自由度的铰链与拖板连接，拖板与直线导轨通过移动副连接，直线导轨方向平行于对称轴，驱动装置和直线导轨固定设置在固定架上，拖板采用伺服电机滚珠丝杠螺母副或其它直线驱动装置驱动。在采用这种结构形式的并联机构中，每个拖板可独立地在伺服电机滚珠丝杠螺母副的驱动下沿直线导轨移动，从而使动平台相对于固定架产生沿对称轴轴线的一个移动和绕垂直于该轴线的两个正交轴线的转动。

由于上述机构中三条支链在空间呈轴对称布置，支链与固定架之间的机械连接面为互成角度的斜面，其存在的不足是：对固定架制造精度及直线导轨与固定架的配合精度要求较高，加工工艺性较差。

发明内容

本发明所要解决的问题，就是克服以上现有技术的不足，提供一种具有良好的制造与装配工艺性的可实现两转动和一平动自由度的并联机构。

本发明的可实现两转动和一平动自由度的并联机构，包括固定架、设置有电主轴的动平台、以及结构相同且关于由两正交轴线A与轴线Z形成的平面呈空间面对称设置的第一支链、第二支链及第三支链，所述第一、第二、第三支链的构成包括：分别固定设置在所述固定架上的第一、第二、第三连接板，分别固定设置在所述第一、第二、第三连接板一端的第一、第二、第三驱动装置以及分别固定设置在所述第一、第二、第三连接板上的第一、第二、第三直线导轨，所述的第一、第二、第三直线导轨分别与第一、第二、第三拖板构成移动副，所述第一、第二、第三拖板分别通过具有一个回转自由度的第一、第二、第三铰链连接第一、第二、第三连杆的一端，所述第一、第二连杆的另一端分别通过具有两个回转自由度的第四、第五铰链连接所述的动平台，所述第三连杆的另一端通过具有三个回转自由度的第六铰链连接所述的动平台；所述第一、第二铰链的轴线分别平行于由所述两正交轴线A及轴线Z构成的平面且同时与所述第三铰链的轴线垂直；所述第一、第二、第三直线导轨的所在直线相互平行且平行于轴线Z，所述第一、第二、第三铰链的轴线分别与所述第一、第二、第三直线导轨的所在直线相互垂直。

所述的第一、第二、第三铰链可以采用销轴与轴承构成的转动副或其它形式的等价结构；

所述的第四、第五铰链可以采用十字轴与轴承构成的虎克铰或其他形式的等价结构，其近固定架的回转轴线分别与所述第一、第二铰链的轴线平行，其远固定架的回转轴线共线且与所述第三铰链的轴线平行；

所述第六铰链可以采用球铰链或其他形式的等价结构；

所述的第一、第二、第三驱动装置采用伺服电机——减速器——滚珠丝杠的结构形式或直线电机驱动方式。

本发明的可实现两转动和一平动自由度的并联机构，由于各支链中移动副所在直线与回转副所在轴线的空间位置关系，使得该机构成为空间面对称机构，所有加工及安装表面均在水平或竖直方向，因而具有良好的制造及装配工艺性，并且第一与第二铰链采用具有两个回转自由度的铰链，与已有技术相比减少了两个转动铰链，因而有利于降低制造成本。

附图说明

附图为本发明一种实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。

在附图中，轴线A、轴线C、轴线Z相互正交。

如图所示，本发明的可实现两转动和一平动自由度的并联机构，由固定架1、动平台5、第一支链2、第二支链3及第三支链4构成；

所述的动平台5上固定设置有电主轴6，所述的第一支链2、第二支链3和第三支链4关于由轴线A与轴线Z形成的平面呈空间面对称方式布置；