[发明专利]一种两旋转自由度并联机器人

说明书

本发明属于并联机器人领域。目的是提供一种两旋转自由度并联机器人，该机器人应具有结构简单、刚度高、动平台的运动具有解耦特性、易于控制、运动质量低、动态性能好等优点。技术方案是：一种两旋转自由度并联机器人，包括动平台、机架以及并联连接在动平台与机架之间的三条分支；其特征在于，所述三条分支中：第一分支包括依次连接在动平台与机架之间的第一球铰与第一连杆；第二分支包括依次连接在动平台与机架之间的第二球铰、第二连杆、第一转动副、第三连杆以及第一移动副，第一移动副包括制作在机架上的滑孔以及与滑孔滑动配合的第三连杆。

技术领域

本发明属于并联机器人领域，具体是涉及一种两旋转自由度运动解耦并联机器人。

背景技术

并联机器人机构为空间多自由度多环闭链，具有刚度大、承载能力大、累积误差小、动态性能好、结构紧凑等特点，广泛应用于军事领域中的潜艇、空间飞行器的对接装置与姿态控制器、生物医学工程中的细胞操作机器人、微外科手术机器人、大型射电天文望远镜的姿态调整装置等方面。相对于串联机器人结构，并联机器人机构存在工作空间小、运动之间具有强的耦合性、控制较为困难等缺点。

目前全球范围内总结出来的解耦并联机器人主要包括三移动自由度机构与三移动一转动机构。燕山大学黄真等人和法国的GOGU分别综合了一类两转动自由度解耦并联机器人结构，前者在移动平台与动平台之间有三个分支，后者只有两个分支，两个分支在刚度上不如三个分支，而分支中的运动副较多会导致较大的累积误差。

在GOGU综合的这类机构中最简单的为：第一个分支由两个转动副组成，第二个分支由五个运动副组成。在黄真综合的这类机构中最简单的为：并联机构中动平台通过三个分支和定平台相连接，其中第一个分支具有一个运动副，第二个分支具有三个运动副，第一个分支和第二个分支构成平面导杆机构或者平面铰链机构，第三个分支为具有空间六自由度的支链，但是此并联机器人必须要保证第三个支链的两端必须用球副与动、定两平台相连，多个球副的存在使得机构本身的加工难度较高。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种两旋转自由度并联机器人，该机器人应具有结构简单、刚度高、动平台的运动具有解耦特性、易于控制、运动质量低、动态性能好等优点。

本发明提供的技术方案是：

一种两旋转自由度并联机器人，包括动平台、机架以及并联连接在动平台与机架之间的三条分支；其特征在于，所述三条分支中：

第一分支包括依次连接在动平台与机架之间的第一球铰与第一连杆；

第二分支包括依次连接在动平台与机架之间的第二球铰、第二连杆、第一转动副、第三连杆以及第一移动副，第一移动副包括制作在机架上的滑孔以及与滑孔滑动配合的第三连杆；

第三分支包括依次连接在动平台与机架之间的第三球铰、第四连杆、第二转动副、作为第二移动副导杆的第五连杆以及第二移动副；第二移动副包括制作在机架上的滑孔以及与滑孔滑动配合的第五连杆；所述第一转动副轴线垂直于第二转动副轴线。

一种两旋转自由度并联机器人，包括动平台、机架以及并联连接在动平台与机架之间的三条分支；其特征在于，所述三条分支中：

第一分支包括依次连接在动平台与机架之间的第一球铰与第一连杆；

第二分支包括依次连接在动平台与机架之间的第二球铰、第二连杆、第一转动副、第三连杆以及第一移动副，第一移动副包括制作在机架上的滑孔以及与滑孔滑动配合的第三连杆；

第三分支包括依次连接在动平台与机架之间的第三球铰、第四连杆、第四球铰、第五连杆以及第二移动副；或者，

第三分支包括依次连接在动平台与机架之间的第一虎克铰、第四连杆、第三球铰、第五连杆以及第二移动副；或者，