[发明专利]一种无伴随运动的三自由度并联机构

说明书

本发明公开了一种无伴随运动的三自由度并联机构，其包括：静平台，固定设置在外部装置上；动平台，通过柔性驱动链与静平台相连接；其中，柔性驱动链包括：对称设置的两个三关节活动组件，三关节活动组件的上端与静平台转动连接，三关节活动组件的下端与动平台活动连接；四关节活动组件，四关节活动组件的上端与静平台转动连接，其下端与动平台活动连接；多个回转驱动组件，以及，三关节活动组件、四关节活动组件与动平台的活动连接处位于同一直线上。本发明的动平台在空间上有两个转动自由度及一个平移自由度，且不存在伴随运动，具有良好的运动学性能，且各自由度运动解耦，便于控制器设计。

技术领域

本发明涉及特种机器人技术领域，尤其涉及一种无伴随运动的三自由度并联机构。

背景技术

作为机械装备的骨架，具有两转动自由度及一移动自由度性质的并联机构在制造业领域有着广阔的应用前景。但现有的两转一移并联机构都普遍存在有伴随运动问题，在机构学中，机构的伴随运动实质是在非独立自由度上的运动，也就是说某个自由度上的运动可能会带来其他自由度上的运动，这对机构的标定和轨迹规划带来很大困难，而且为了克服机构中伴随运动所带来的影响，需要通过控制手段加以实时补偿，这无疑大大增加了控制系统的复杂度，严重制约了这类机构的工程应用。

机构作为装备的骨架，是其实现优异性能的根本，设计出无伴随运动的并联机构以简化对控制器的设计，提高运动性能及动态性能等是十分必要的。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种克服现有并联机构存在伴随运动缺陷的无伴随运动的三自由度并联机构。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的无伴随运动的三自由度并联机构，其包括：

静平台，固定设置在外部装置上；

动平台，通过柔性驱动链与所述静平台相连接；

其中，所述柔性驱动链包括：

对称设置的两个三关节活动组件，所述三关节活动组件的上端与所述静平台转动连接，所述三关节活动组件的下端与所述动平台活动连接；

四关节活动组件，所述四关节活动组件的上端与所述静平台转动连接，其下端与动平台活动连接；

多个回转驱动组件，用于驱动所述三关节活动组件动作，控制所述动平台沿Z轴移动；且所述回转驱动组件用于驱动所述四关节活动组件动作，控制所述动平台绕X与Y轴的转动；

以及，所述三关节活动组件、四关节活动组件与所述动平台的活动连接处位于同一直线上。

进一步地，所述静平台上转动连接有第二回转驱动轴和两个第一回转驱动轴，所述第二回转驱动轴和两个第一回转驱动轴的轴线水平设置且分别与所述回转驱动组件的动力输出端相连接，所述三关节活动组件的上端均固定套装在两个第一回转驱动轴上，所述四关节活动组件的上端均固定套装在第二回转驱动轴上。

进一步地，所述第二回转驱动轴和两个第一回转驱动轴的位置布局呈等腰三角形，其中，两个第二回转驱动轴均垂直于所述第一回转驱动轴。

进一步地，所述三关节活动组件和四关节活动组件的下端分别通过第一万向节和第二万向节与动平台活动连接，所述第一万向节和第二万向节分布在一条直线上，其中，所述第二万向节的铰接点位于所述动平台的中间位置处，所述第一万向节的法向方向为竖直方向，所述第二万向节的法向方向为水平方向。

进一步地，所述三关节活动组件包括第一主动杆和第一从动杆，所述第一主动杆上端固定套装在所述第一回转驱动轴上，所述第一主动杆的下端与所述第一从动杆的上端滑动伸缩连接或转动连接，所述第一从动杆的下端通过第一万向节与动平台活动连接。