[发明专利]可实现三转动一平动自由度新型调姿机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种四自由度并联机械手，特别是涉及一种具有空间对称结构且可实现三转动自由度和一平动自由度作业功能的并联机械手。

背景技术

根据专利US6431802、ZL200610013608.3可知，现有的空间三转动一平动自由度并联机构，其实现形式多为少自由度并联机构辅以主动摆头的混联结构形式。该少自由度并联机构通过调节安装在主动支链上的伺服电机驱动机构动平台相对机架产生两转动和一平动自由度，主动摆头通过调节安装在摆头上的伺服电机驱动摆头实现绕自身轴线的转动，从而整个机构可实现空间三转动自由度和一平动自由度作业功能。

此类机构由于伺服电机和减速器等安装在主动摆头上，其存在的不足是：动平台重量过大，影响机构的快进能力及动态性能。

发明内容

提供一种有效减少动平台质量，具有优势进给方向，仅调节主动支链伺服电机即可实现空间三转动一平动的可实现三转动一平动自由度新型全对称调姿机构。

本发明的可实现三转动一平动自由度新型调姿机构，它包括机架，第一、第二、第三和第四主动支链沿同一圆周方向安装在所述机架的中心孔内，所述第一、第二、第三、第四主动支链均包括滑鞍、与机架的中心孔内壁固定相连的连接板，所述的滑鞍通过第一导轨滑块结构与连接板滑动相连并且所述滑鞍能够在驱动装置的驱动下沿与机架的中心孔轴线平行的方向移动，所述滑鞍通过转动副与连杆一端相连，所述连杆的另一端分别通过第一、第二、第三、第四铰链与第二、第三、第四、第五滑块转动相连，所述第一、第二、第三、第四铰链具有三回转自由度，所述第二、第三、第四、第五滑块分别与安装在动平台外壁上的第二导轨滑动相连，所述第二导轨沿机架中心孔轴线方向设置，所述第二、第四滑块的底部分别固定连接有第二螺母，所述第三、第五滑块的底部分别固定连接有第三螺母，所述第二、第三螺母分别与设置在动平台内并且沿机架中心孔轴线方向设置的第二、第三、第四、第五丝杠的一端相螺纹连接，所述每一丝杠的另一端分别安装在设置在动平台上的轴承内，其中第二丝杠和第四丝杠的螺纹方向一致，第三丝杠和第五丝杠的螺纹方向一致，所述第二、第四丝杠的螺纹方向与第三、第五丝杠的螺纹方向相反，所述第二、第三、第四、第五丝杠上分别连接有第一、第二、第三、第四齿轮，在所述四个齿轮的中间设置有一个与所述四个齿轮能够分别啮合配合的中心齿轮，所述的中心齿轮的齿轮轴安装在设置在动平台上的轴承内，在齿轮轴下端安装有末端执行器。

本发明的可实现三转动一平动自由度新型调姿机构的有益效果是：动平台采用丝杠螺母副和齿轮啮合的结构形式，满足一定条件时带动末端执行器实现位姿定位。本机械手可进行模块化结构设计，具有优势进给方向，动平台与运动支链惯量小，动态性能好。

附图说明

图1是本发明的可实现三转动一平动自由度新型调姿机构的结构示意图；

图2是图1所示的机构的俯视立体示意图；

图3是图1所示的机构的主动支链的结构示意图；

图4是图1所示的机构的动平台剖开后内部结构示意图；

图5是图4所示的动平台的齿轮啮合示意图；

图6是本发明机构的应用实施例的结构示意图。

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。