[发明专利]一种高刚度三平移冗余驱动并联机构

说明书

本发明公开了一种高刚度三平移冗余驱动并联机构，包括固定平台、动平台和四个支链单元；支链单元包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，第一连杆的底端和第二连杆的底端分别与固定平台铰接，第三连杆与第一连杆滑动配合，第四连杆与第二连杆滑动配合，第四连杆的顶端与第三连杆的中部铰接；动平台两个不相邻的两个侧边上分别铰接有一个中间连杆，动平台另两个不相邻的侧边上分别固设有一个固定杆，每个固定杆上均滑动设置有一个滑块；两个支链单元分别与两个滑块铰接，另两个支链单元分别与两个中间连杆转动连接。本发明提高了三平移并联机构的刚度和承载能力。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种高刚度三平移冗余驱动并联机构。

背景技术

并联机构相比于串联机构具有惯性小、承载能力高、刚度大、动力性能好等优点，广泛应用于加工制造、医学、各种运动模拟器、微定位机器人等各个领域。但是在很多实际情况下没有必要用六自由度机构，而且少自由度并联机构具有结构简单、成本低、易于控制等优点，尤其是三自由度并联机构，其在实际生产中应用越来越广泛。现有的三平移并联机构的驱动副较少，多为单一驱动，导致刚度较低，承载能力差，不易控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种高刚度三平移冗余驱动并联机构，以解决上述现有技术存在的问题，提高三平移并联机构的刚度和承载能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种高刚度三平移冗余驱动并联机构，包括固定平台、动平台和四个支链单元；每个所述支链单元均包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆的底端和所述第二连杆的底端分别与所述固定平台的顶面铰接，所述第三连杆与所述第一连杆滑动配合，所述第四连杆与所述第二连杆滑动配合，所述第四连杆的顶端与所述第三连杆的中部铰接；所述第一连杆与所述第三连杆之间的移动副、所述第二连杆与所述第四连杆之间的移动副均为驱动副；

所述动平台为一长方形的板，所述动平台两个不相邻的两个侧边上分别铰接有一个中间连杆，所述中间连杆与所述动平台之间的铰接轴竖直，所述动平台另两个不相邻的侧边上分别固设有一个固定杆，所述固定杆与对应的所述侧边平行，每个所述固定杆上均滑动设置有一个滑块；

四个所述支链单元分别为第一支链单元、第二支链单元、第三支链单元和第四支链单元，所述第一支链单元中所述第三连杆的顶端与一个所述滑块铰接，所述第三支链单元中所述第三连杆的顶端与另一个所述滑块铰接，所述第二支链单元中所述第三连杆的顶端与一个所述中间连杆远离所述动平台的一端转动连接，所述第四支链单元中所述第三连杆的顶端与另一个所述中间连杆远离所述动平台的一端转动连接。

优选的，四个所述支链单元与所述动平台的四个侧边一一对应，任意一个所述支链单元中的所有铰接轴均与对应的所述侧边平行。

优选的，所述第一支链单元与所述滑块之间的铰接轴与所述第一支链单元对应的所述侧边平行，所述第三支链单元与所述滑块之间的铰接轴与所述第三支链单元对应的所述侧边平行。

优选的，所述固定平台上对应任意一个所述第一连杆和任意一个所述第三连杆均固设有一个固定铰支座，所述第一连杆和所述第三连杆与对应的所述固定铰支座铰接。

优选的，所述第二支链单元中所述第三连杆的顶端通过虎克铰与一个所述中间连杆远离所述动平台的一端转动连接，所述第四支链单元中所述第三连杆的顶端通过虎克铰与另一个所述中间连杆远离所述动平台的一端转动连接。

优选的，所述固定杆呈长方体状，所述滑块套设在对应的所述固定杆上。

优选的，任意一个所述第一连杆与同一个所述支链单元中的所述第三连杆同轴，任意一个所述第二连杆与同一个所述支链单元中的所述第四连杆同轴。

优选的，任意一个所述第一连杆套设在同一个所述支链单元中的所述第三连杆上，任意一个所述第二连杆套设在同一个所述支链单元中的所述第四连杆上。