[发明专利]一种三平移一转动的并联机械手

说明书

一种三平移一转动的并联机械手，由动平台(1)、静平台(0)以及连接动平台(1)、静平台(0)的四条完全相同支链的第I支链、第Ⅱ支链、第III支链、第IV支链组成，第I支链上的驱动杆(2)的一端与静平台(0)以转动副一(R₁₁)连接，驱动杆(2)的另一端，与由两个转动副(R_a、R_b)、两个球副(S_a、S_b)和四个杆(3、6、4、5)组成的平行四边形的短边杆一(3)用转动副二(R₁₂)连接，平行四边形的另一短边杆二(6)用转动副三(R₁₃)与动平台(1)直接连接；其中，转动副一(R₁₁)与转动副二(R₁₂)的轴线平行，但与转动副三(R₁₃)的轴线垂直；动平台(1)上的四个转动副(R₁₃、R₂₃、R₃₃、R₄₃)轴线必须平行；该种机械手具有结构简单、制造容易、定位精度高等优点。

技术领域

本发明涉及一种并联机器人的执行机械手，为机器人机构等提供一个新型的三平移一转动并联机械手。

背景技术

并联结构的操作手已得到了工业应用，特别是实现空间三平移功能的Delta操作手，已在高速抓放、定位装配、搬运、分拣、上下料等工艺上发挥了很好的作用；而具有三平移一转动功能的并联操作手，在需要调整工件姿态的场合下，更是不可缺少。为此，1988年R.Clavel在三平移Delta操作手的基础上，再串联一条R-U-P-U-R支链或S-P-S支链，构成了一个具有三平移一转动功能的混联操作手；2003年杨廷力申请的专利200310106012.4，提出了一组5个三平移一转动并联机构，但没有研制样机；后来2006年开始，Pierrot等相继发明了H4、I4、Par4系列的四自由度SCARA型(即三平移一转动)操作手，黄田教授开发了四自由度三平移一转动的Cross-IV型高速搬运机器人；而专利201210435375.1提出了一种实现三平移一转动的并联机构，并研制了样机。发明专利申请号201510564382.5、201510567133.1、201510564195.7、201510566039.4、201510566840.9，也公布了一批三平移一转动并联机器人的新机型。

但相对于三平移的Delta操作手来说，一方面，这些机构结构复杂，没有得到很好的开发与应用，另一方面，实现三平移一转动功能的新型结构和应用都需要发展。

因此，三平移一转动的并联机构的发展和实用化，需要创造出优于现有机构的新机型。

发明内容

本发明的目的是要克服现有技术的不足而提供一类新的三平移一转动并联机构，这类机构具有刚性好、结构较简单、易于精密加工，且运动学正解简单等优点。

本发明提供的一种三平移一转动的并联机械手，由动平台(1)、静平台(0)以及连接动平台(1)、静平台(0)的四条完全相同支链的第I支链、第Ⅱ支链、第III支链、第IV支链组成，第I支链上的驱动杆(2)的一端与静平台(0)以转动副一(R₁₁)连接，驱动杆(2)的另一端，与由两个转动副(R_a、R_b)、两个球副(S_a、S_b)和四个杆(3、6、4、5)组成的平行四边形的短边杆一(3)用转动副二(R₁₂)连接，平行四边形的另一短边杆二(6)用转动副三(R₁₃)与动平台(1)直接连接；其中，转动副一(R₁₁)与转动副二(R₁₂)的轴线平行，但与转动副三(R₁₃)的轴线垂直；动平台(1)上的四个转动副(R₁₃、R₂₃、R₃₃、R₄₃)轴线必须平行；