[发明专利]一种零耦合度具有解析式位置正解的三平移一转动并联机构

说明书

一种零耦合度具有解析式位置正解的三平移一转动并联机构，包含两条相同的混合支链、动平台(1)和静平台(0)，混合支链一(I)包含由移动副一(P₂)和4个转动副的平行四边形(R_a1‑R_b1‑R_c1‑R_d1)组成的分支，该分支又与移动副二(P₁)及两个平行轴线的转动副一(R₁₁)、转动副二(R₁₂)组成的分支串联构成一个平面机构，该平面机构的平动输出杆(6)上又串联转动副三(R₃)、转动副四(R₄)、转动副五(R₅)构成的分支，其中，转动副三(R₃)的轴线平行于转动副四(R₄)的轴线，并垂直于转动副五(R₅)的的轴线；两条混合支链中的平面机构的运动平面不能相互平行；动平台(1)的两端分别连接混合支链一(I)上末端的转动副五(R₅)和混合支链二(Ⅱ)上末端的转动副六(R₈)，且转动副五(R₅)和转动副六(R₈)的轴线相互平行。

技术领域

本发明涉及一种具有解析式位置正解的并联机器人装置，为机器人操作手等提供一个新型的三平移一转动并联装置。

背景技术

并联结构的装置，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；2000后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提出了一种单平台实现三平移一转动的并联机构，并研制了样机。但上述这些机构结构复杂，机构耦合度k均较大(k＝2)，这使得机构的运动学正解和动力学求解十分困难，从而影响了开发与应用；因此，实现三平移一转动功能的新型结构和应用都需要发展，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三平移一转动并联机构不具有解析式位置正解的不足，而提供一类新的三平移一转动并联机器人装置，它们具有刚性好、结构较简单、易于精密加工；具有解析式位置正解、动力学求解比较容易等优点。