[发明专利]一种两转动两平移并联机构

说明书

本发明公开了一种两转动两平移并联机构，包括定平台、动平台、四条支链，四条支链由复杂支链Ⅰ、简单支链Ⅱ、简单支链Ⅲ、简单支链Ⅳ组成；所述定平台、动平台通过四条支链连接，四条支链的复合运动构成了动平台的输出运动。本发明采用带平行四边形的复杂支链的三个简单支链连接定平台和动平台来构建并联机构，该结构简单，能实现空间两维平动和两维转动，可用于工业复杂曲面的加工和焊接作业，是一种新型的并联机构，可以为加工制造提供帮助。

技术领域

本发明涉及一种两转动两平移并联机构，属于并联机器人领域。

背景技术

并联机器人因为其累积误差小，输出精度高，刚度大，因而在工业生产中得到了广泛的应用。特别是大家熟知的能实现空间三维平动的Delta机器人已经在高速抓放、定位装配、搬运、分拣、上下料等发挥了很好的作用。而两转动两平移并联机构不仅仅能够实现空间的平移运动还能实现不同场合下姿态的调整，因而也是并联机构领域关注的热点。目前，杨廷力通过机构的方位特征集综合出了一些两平移两转动的并联机构，例如2002年其申请专利为02137858.4，公布了用于虚拟轴机床和机器人等的一类两平移两转动并联机构，这些机构能部分满足工业生产的需求。2013年，常州大学的沈惠平教授申请专利为201310394796.9，公布了一种双输入两平移两转动输出的并联机构。

以上的一些研究成果相对于Delta机器人来说，其结构均较为复杂，并没有得到很好的开发和运用，其次，实现两转动两平移的新型机构综合和实用均需要发展，也是机构学长期发展的目标。

发明内容

本发明提供了一种两转动两平移并联机构，通过一条复杂支链、三条简单支链实现了并联机构的两转动两平移；同时，该机构结构简单。

本发明的技术方案是：一种两转动两平移并联机构，包括定平台、动平台、四条支链，四条支链由复杂支链Ⅰ、简单支链Ⅱ、简单支链Ⅲ、简单支链Ⅳ组成；

所述定平台、动平台通过四条支链连接，四条支链的复合运动构成了动平台的输出运动；

所述复杂支链Ⅰ内含一个由四个转动副构成的平行四边形机构，复杂支链Ⅰ能对动平台产生三个平移和两个转动的作用；

所述简单支链Ⅱ能对动平台产生两平移三转动的作用；

所述简单支链Ⅲ、简单支链Ⅳ结构相同，都为能实现空间6自由度的运动的串联链，不对动平台运动产生约束。

所述四条支链一端的运动副分别与定平台N的四条边连接，四条支链另一端的运动副分别与动平台M的四个角连接，位于定平台N对边的运动副轴线保持平行；复杂支链Ⅰ、简单支链Ⅱ与定平台N连接的边为邻边，四条支链不相交。

作为驱动副的与定平台N四条边分别连接的四条支链一端的运动副为：复杂支链Ⅰ、简单支链Ⅲ、简单支链Ⅳ的运动副为转动副或移动副，简单支链Ⅱ的运动副为移动副；与动平台M的四个角连接的四条支链一端的运动副为：简单支链Ⅱ、简单支链Ⅲ、简单支链Ⅳ的运动副为球副，复杂支链Ⅰ的运动副为转动副。

所述复杂支链Ⅰ由转动副R11、转动副R12、转动副R13、转动副R14、连接杆Ⅰ、连接杆Ⅱ以及平行四边形机构组成；平行四边形机构由转动副A、转动副B、转动副C、转动副D构成；转动副R11、转动副R12、转动副R13的轴线平行，转动副R13与转动副R14的轴线垂直，作为驱动副的转动副R11能由移动副代替；其中平行四边形机构的一条边通过转动副R12与连接杆Ⅰ一端连接，平行四边形机构的另一对边通过转动副R13与连接杆Ⅱ一端连接，连接杆Ⅰ另一端通过转动副R11与定平台连接，连接杆Ⅱ另一端通过转动副R14与动平台连接。

所述简单支链Ⅱ由移动副P21、转动副R22、球副S23、连接杆Ⅲ和连接杆Ⅳ组成；其中连接杆Ⅲ一端通过移动副P21与定平台连接，连接杆Ⅲ另一端通过转动副R22与连接杆Ⅳ一端连接，连接杆Ⅳ另一端通过球副S23与动平台连接；移动副P21与转动副R22的轴线垂直。