[发明专利]一种运动分岔三自由度并联机构

说明书

本发明公开了一种运动分岔三自由度并联机构，涉及机构学及机器人技术领域，包括定平台和动平台，定平台和动平台之间设置有两个第一支链、一个第二支链和一个第三支链，两个第一支链相对设置，第二支链和第三支链相对设置，一个第一支链包括第一驱动副和第二驱动副，第三支链包括第三驱动副和第四驱动副，通过第一驱动副、第二驱动副、第三驱动副和第四驱动副实现运动分岔三自由度并联机构的两转动一移动工作模式和两移动一转动工作模式的切换。本发明的工作空间大且连续性好，运动学和动力学性能优良，并且具有高刚度、高灵活度等特点，通过冗余驱动使得机构在两移动一转动和两转动一移动两个工作模式间平稳切换，且机构不用重新组装。

技术领域

本发明涉及机构学及机器人技术领域，特别是涉及一种运动分岔三自由度并联机构。

背景技术

机构学研究领域在传统上来说主要研究具有固定自由度特性的并联机构。伴随着科学和技术的发展，多功能、多操作模式、能根据作业环境变化的可重构运动模式引起学者们的注意，可重构运动模式中包括运动分岔、变胞等形式，但现有可重构机型较少，其中运动分岔机构最少。

三自由度并联机构在工业生产等领域已经得到的广泛的研究，如两转动一移动、两移动一转动并联机构等，但都只是固定自由度并联机构，在多任务环境下适用性较差。目前能够实现多功能、多操作模式且具有运动分岔特性的三自由度并联机构机型非常稀少。

发明内容

本发明的目的是提供一种运动分岔三自由度并联机构，以解决上述现有技术存在的问题，具有高刚度、高灵活度等特点，通过冗余驱动使得机构在两移动一转动和两转动一移动两个工作模式间平稳切换。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种运动分岔三自由度并联机构，包括定平台和动平台，所述定平台和所述动平台之间设置有两个第一支链、一个第二支链和一个第三支链，两个所述第一支链相对设置，所述第二支链和所述第三支链相对设置，一个所述第一支链包括第一驱动副和第二驱动副，所述第三支链包括第三驱动副和第四驱动副，通过所述第一驱动副、所述第二驱动副、所述第三驱动副和所述第四驱动副实现所述运动分岔三自由度并联机构的两转动一移动工作模式和两移动一转动工作模式的切换。

优选地，各所述第一支链均包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与所述定平台通过第一圆柱副转动且滑动连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端通过第一移动副滑动连接，所述第二连杆的另一端与所述动平台通过第二圆柱副转动且滑动连接。

优选地，同一所述第一支链的所述第一移动副的运动方向与同一所述第一支链的所述第一圆柱副的轴线垂直，同一所述第一支链的所述第二圆柱副的轴线与同一所述第一支链的所述第一圆柱副的轴线和同一所述第一支链的所述第一移动副的运动方向均垂直。

优选地，一个所述第一支链的所述第一圆柱副的轴线与另一个所述第一支链的所述第一圆柱副的轴线平行。

优选地，所述第三支链包括第五连杆、第六连杆、第七连杆和第八连杆，所述第五连杆的一端与所述定平台通过第三移动副滑动连接，所述第五连杆的另一端与所述第六连杆的一端通过第二转动副转动连接，所述第六连杆的另一端与所述第七连杆的一端通过第三转动副转动连接，所述第七连杆的另一端与所述第八连杆的一端通过第四移动副滑动连接，所述第八连杆的另一端与所述动平台通过第四转动副转动连接。

优选地，所述第三移动副的移动方向和所述第二转动副的轴线平行，所述第三转动副的轴线和所述第二转动副的轴线垂直，所述第四移动副的移动方向与所述第三转动副的轴线垂直，所述第四转动副的轴线与所述第四移动副的移动方向和所述第三转动副的轴线均垂直。

优选地，所述第一移动副为所述第一驱动副，所述第二圆柱副为所述第二驱动副，所述第二转动副为所述第三驱动副，所述第三转动副为所述第四驱动副。