[发明专利]一种具有弧形移动副的三支链六自由度并联机构

说明书

本发明公开了一种具有弧形移动副的三支链六自由度并联机构，其包括基座、动平台和三条相同的运动支链，运动支链呈放射状平均分布安装于基座和动平台之间，运动支链包括第一弧形连杆组件、第一电机和支撑连杆，支撑连杆的一端铰接至动平台，第一弧形连杆组件的一端铰接至支撑连杆，第一电机设置于基座上用于驱动第一弧形连杆组件转动，在第一弧形连杆组件转动的过程中第一弧形连杆组件的弧长亦随之变化。

技术领域

本发明涉及机器人设计制造技术领域，具体涉及一种具有弧形移动副的三支链六自由度并联机构。

背景技术

并联机构通常由动平台和固定平台通过多条支链联结而成，自1938年首次提出并联机器人以来，因其具较大刚度、较强的承载能力、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等特点,广泛应用于社会的各个领域。目前，常见的有2自由度、3自由度、4自由度、6自由度并联机构；其中，6自由度并联机构的一个本质特征是每个分支具有六个独立的自由度，或者说每个分支都必须能生成一个六维的位移群。因此，在Stewart六自由度并联机构的基础上，改变分支中运动副的种类、排列顺序以及方向等，同时保持分支的六个独立自由度，即可得到新的六自由度并联机构机型。

较为代表的有：1997年，Byun等人提出了3-PPSP六自由度并联机构；德国的斯图加特大学提出的Linpaod构型，上海交通大学高峰等人提出的新型三支链六自由度机器人(CN201310502815.5)。天津理工大学李彬等人提出的一种含绳驱动关节的三支链六自由度并联机构(CN201410700723.2)。河北工业大学张建军等人提出一种六自由度三支链并联机器人机构，(CN201210227966.X)。河北工业大学王永奉等人提出一种三支链六自由度机器人驱动机构(CN201410388991.5)。

这些机构支链大多对称分布排列，且所需驱动较多，控制方法复杂，(如3-PPSP并联机构，9个驱动)，或者产生的运动形式相对较少(多个驱动实现少于6个自由度的运动)。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种驱动较少、控制简单的具有弧形移动副的三支链六自由度并联机构。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种具有弧形移动副的三支链六自由度并联机构，其包括基座、动平台和三条相同的运动支链，运动支链呈放射状平均分布安装于基座和动平台之间，运动支链包括第一弧形连杆组件、第一电机和支撑连杆，支撑连杆的一端铰接至动平台，第一弧形连杆组件的一端铰接至支撑连杆，第一电机设置于基座上用于驱动第一弧形连杆组件转动，在第一弧形连杆组件转动的过程中第一弧形连杆组件的弧长亦随之变化。

其中，运动支链进一步包括第二弧形连杆组件和第二电机，第一弧形连杆组件的一端和第二弧形连杆组件的一端沿支撑连杆的长度方向间隔铰接至支撑连杆的不同位置，第二电机设置于基座上用于驱动第二弧形连杆组件转动，在第二弧形连杆组件转动的过程中第二弧形连杆组件的弧长亦随之变化。

其中，第一弧形连杆组件和第二弧形连杆组件均包括上弧形连杆、下弧形连杆和万向铰链，万向铰链连接上弧形连杆的上端和支撑连杆，上弧形连杆的下端与下弧形连杆的上端嵌套连接，下弧形连杆的下端连接至与其对应的第一电机或第二电机的输出轴。

其中，下弧形连杆包括相互连接的弧形部分和直线部分，直线部分的下端连接至与其对应的第一电机或第二电机的输出轴，弧形部分具有空管状特征，上弧形连杆嵌套至下弧形连杆中。

其中，运动支链进一步包括设置于基座上的第一电机支架和第二电机支架，第一电机和第二电机分别设置于第一电机支架和第二电机支架上。

其中，第二弧形连杆组件铰接至支撑连杆的另一端。