[发明专利]具有连续转动能力的四自由度并联机构

说明书

本发明请求保护一种具有连续转动能力的四自由度并联机构，其特征在于，包括：定平台、动平台以及布置在所述定平台与动平台之间的四个支链；在所述定平台上对称布置有四个驱动装置；所述四个支链结构相同，均包括驱动臂、上连接杆、左连杆及右连杆；所述驱动臂的一端与所述定平台通过转动副连接，该转动副为主动驱动副，并由其中一个对应的驱动装置进行驱动；所述动平台包括十字架、偏心轮轴、连接块A、连杆A、连接块B、连杆B、连接块C、连杆C、连接块D、连杆D。本发明借助对称布置的偏心轮机构，通过错开排列各组偏心轮机构的死点，可以使偏心轮轴顺利地通过死点，从而实现末端执行器在顺时针方向或逆时针方向的无限转动。

技术领域

本发明属于机器人机构设计领域，特别是涉及一种具有连续转动能力的四自由度空间并联机构。

背景技术

具有三维平动和一维转动自由度的并联机构可满足操作对象的空间搬运操作，因此被广泛应用于食品医药、现代物流、电子信息等领域的自动化生产线上。在该领域内，最先实现应用的并联机构是Clavel提出的Delta机构。但单纯的Delta机构只具有空间平动的三个自由度，不能实现转动自由度。为此，Pierrot等提出了具有铰接动平台的H4、I4和Par4等类型的四自由度并联机构。其中，Par4型并联机构的铰接动平台为一平行四边形，通过增速机构将平行四边形两对边的相对运动转换为末端执行器的转动。由于Par4的整个动平台是通过转动副铰接而成的，使得Par4能实现高速的拾取操作，因此Par4也实现了产业应用，其商品型号为Adept Quattro机械手。类似地，利用平行四边形铰接动平台，专利ZL201110149529.6提出了另一种可实现三维平动和一维转动自由度的并联机构。专利201710056591.8与201910851728.8提出的四自由度并联机构则是利用滑块摇杆机构与锥齿轮实现一维转动。以上提出的四自由度并联机构虽然都能实现一维转动，但转动的范围有限。因为受制于动平台之间的干涉，或转化机构的死点，虽然可以利用增速机构扩大转动范围，但仍然存在转动范围的界限，不能实现顺时针方向或逆时针方向的无限转动。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题，提出了一种具有连续转动能力的四自由度并联机构。本发明的技术方案如下：

一种具有连续转动能力的四自由度并联机构，其包括：定平台、动平台以及布置在所述定平台与动平台之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链；在所述定平台上对称布置有四个驱动装置；所述第一支链、第二支链、第三支链和第四支链结构相同，均包括驱动臂、上连接杆、左连杆及右连杆；所述驱动臂的一端与所述定平台通过转动副连接，该转动副为主动驱动副，并由其中一个对应的驱动装置进行驱动；所述驱动臂的另一端与所述上连接杆固接；所述上连接杆包括左、右两个球接头；所述左连杆和右连杆结构相同，均包括上端与下端两个铰接孔，所述左连杆和右连杆的上端铰接孔与所述上连接杆的左、右两个球接头分别连接。