[发明专利]具有三维移动和一维转动的四自由度并联平台

说明书

本发明涉及一种具有三维移动和一维转动的四自由度并联平台，其包括底座、第一运动分支、第二运动分支、第三运动分支、第四运动分支和运动平台，底座的第一端和第二端对称设有底座安装板，且第一运动分支、第二运动分支、第三运动分支和第四运动分支均通过底座安装板设于底座上且位于底座和运动平台之间，通过设置在第一运动分支、第二运动分支、第三运动分支以及第四运动分支中直线驱动器的协调驱动，能实现运动平台的三维移动和一维转动。本发明具有工作空间大、承载能力强、精度高和工艺性好的优点，可应用于木工家具、汽车、电子、核工业、航空航天等现代工业领域，同时还适合于焊接和机工机器人联动，用于大型复杂零件的多工位焊接与加工。

技术领域

本发明属于工业并联平台技术领域，特别涉及一种具有三维移动和一维转动的四自由度并联平台。

背景技术

并联结构的工业平台是近几十年出现的新型工业平台，这种工业平台通常由基座、运动平台和以并联方式连接两者的多条运动分支组成，其驱动部件可以安装在基座上或基座附近，使它与串联结构的工业平台相比具有一些独特的性能，如刚度大、对称性好、结构紧凑和动力学性能好等。Stewart平台是最典型的六自由度并联平台，这种平台由运动平台、基座和连接两者的六条可伸缩运动支链组成，通过六个运动支链的伸缩运动使运动平台实现任意位置与姿态的六维空间运动，该种平台亦即具有六个自由度。但是，现代生产中的许多实际工业操作平台只需要具有部分自由度，如具有四自由度的操作平台，四自由度的操作平台包括：三维移动加一维转动、二维移动加二维转动、一维移动加三维转动等，其中，三维移动加一维转动又包括：三维移动加一维水平轴转动和三维移动加一维垂直轴转动。但在少自由度并联机器人中，具有三维移动加一维水平轴转动且具有实用性的四自由度并联平台还并不多见。

发明内容

针对以上情况，本发明提供了一种具有三维移动和一维转动的四自由度并联平台，具有工作空间大、承载能力强、精度高和工艺性好的优点，可应用于木工家具、汽车、电子、核工业、航空航天等现代工业领域，同时还适合与焊接和机工机器人联动，有利于大型复杂零件的多工位焊接与加工。

本发明采用的技术方案是一种具有三维移动和一维转动的四自由度并联平台，其包括底座、第一运动分支、第二运动分支、第三运动分支、第四运动分支和运动平台，所述底座的第一端和第二端对称设有底座安装板，且所述第一运动分支、第二运动分支、第三运动分支和第四运动分支均通过所述底座安装板设于所述底座上且位于所述底座和运动平台之间，所述第一运动分支、第二运动分支、第三运动分支和第四运动分支均包括竖板、第一H形连杆、第二H形连杆、连接杆、直线驱动器活塞杆、直线驱动器套筒、下H形连杆、上连杆、上H形连杆、下连杆、第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴、第四转动轴、第五转动轴、第六转动轴、第七转动轴、第八转动轴、第九转动轴和第十转动轴，所述竖板设于所述底座安装板上，且所述第一H形连杆的第一端通过所述第七转动轴与所述竖板的中部转动连接，所述第一H形连杆的第二端通过所述第八转动轴与所述连接杆的第一端转动连接，且所述连接杆的第二端通过所述第九转动轴与所述第二H形连杆的第一端转动连接，所述第二H形连杆的第二端通过所述第十转动轴与所述竖板的上端转动连接，所述直线驱动器套筒的第一端与所述第十转动轴的中间部转动连接，所述直线驱动器活塞杆的第一端与所述第八转动轴的中间部转动连接，且所述直线驱动器活塞杆的第二端滑动设于所述直线驱动器套筒的第二端，所述下连杆的中间部通过所述第六转动轴与所述连接杆的中间部转动连接，且所述下连杆的第一端通过所述第一转动轴与所述下H形连杆的第一端转动连接，所述下H形连杆的第二端通过所述第二转动轴与所述上连杆的第一端转动连接，且所述上连杆的第二端通过所述第三转动轴与所述上H形连杆的第一端转动连接，所述上H形连杆的第二端通过所述第四转动轴与所述下连杆的第二端转动连接，且所述上连杆的中间部通过所述第五转动轴与所述运动平台转动连接。