一種移動并聯機構的制作方法
【專利摘要】一種移動并聯機構，在定平臺上設有三組支撐桿，每組支撐桿均包括一根支撐桿A和一根支撐桿B，支撐桿A的長度大于支撐桿B的長度，在每組支撐桿A和支撐桿B之間，分別固定連接一根導軌，三根導軌與定平臺之間有夾角，且三根導軌在定平面上的投影，及其投影的延長線，組成一個正三角形，在導軌和動平臺之間通過三個分支連接，三個分支的結構相同，三個分支上端與動平臺的連接點中心呈正三角對稱分布。本發(fā)明結構簡單對稱，具有剛度大，承載高，運動和力等各參數的輸入輸出映射關系將維持不變，使該機構具有運動精度高，便于控制。
【專利說明】
一種移動并聯機構
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于機器人領域。
【背景技術】
[0002]三維移動并聯機構結構簡單，控制相對容易，可用于航空，醫(yī)學，機械加工，生物工程等多種領域，具有很好的應用前景。最早由Calvel提出的DELTA機構，具有結構簡單、體積小、定位精度高、運動速度快等特點，被廣泛的應用到各個領域，如藥品食品的分揀，電子產品的加工等領域。
[0003]國內學者在三維移動并聯機構研究方面取得了一系列的成果，如中國專利CN201510155500.7公開了一種四分支的三維移動并聯機構，該機構控制精度和承載能力高。中國專利CN201410371262.9中公開了一種三維移動的Delta機構，基于3-PUU和3-RUU運動鏈結構，增大了 Delta機構的工作空間。中國專利CN201310091824.X公開的三移動并聯機構結構簡單，運動慣性小，適用于高速分揀場合。中國專利CN200910071094.0中公開了一種運動精度高，傳動特性好，且工作空間大的三維移動并聯機構。中國專利CN200310104278.5中公開了一種適用于微動空間的三維移動并聯機構，可實現工作范圍在0.0Olmm-10.0OOmm之間的三維微操作，還可實現更大范圍的三維移動。中國專利CN201310140658.8公開了一種三自由高速平移運動并聯機構，采用復合子支鏈構造運動支鏈，從而提高機構機構抵抗側向載荷的能力，有利于實現更高的移動速度。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單對稱，剛度大，承載高，運動和力等各參數的輸入輸出映射關系將維持不變，運動精度高，便于控制的移動并聯機構。
[0005]本發(fā)明主要包括定平臺、動平臺、分支、支撐桿A、支撐桿B和導軌。其中，在定平臺上設有三組支撐桿，每組支撐桿均包括一根支撐桿A和一根支撐桿B，支撐桿A的長度大于支撐桿B的長度。在每組支撐桿A和支撐桿B之間，分別固定連接一根導軌。三根導軌與定平臺之間有夾角，且三根導軌在定平面上的投影，及其投影的延長線，組成一個正三角形。在導軌和動平臺之間通過三個分支連接，三個分支的結構相同。三個分支上端與動平臺的連接點中心呈正三角對稱分布。
[0006]分支包括第一移動副P1、第一轉動副R1、第一連桿、第二轉動副R2、第二連桿和第三轉動副R3。在每根導軌上分別套接第一移動副Pl，第一移動副Pl與第一連桿的一端通過第一轉動副R1相連，第一連桿的另一端與第二連桿的一端通過第二轉動副R2相連，第二連桿的另一端與動平臺的下表面通過第三轉動副R3相連。
[0007]本發(fā)明在使用時，選擇移動副作為主動輸入運動副，當移動副沿各自的導軌運動時，每條分支提供給動平臺的約束力偶螺旋共同限制了動平臺三個轉動自由度，從而實現動平臺的三維移動。
[0008]本發(fā)明與現有技術相比具有如下優(yōu)點:結構簡單對稱。當選取該機構的移動副作為主動輸入運動副時，機構的主動螺旋方向不變，始終沿著定平臺導軌方向；傳遞力螺旋方向始終為沿著第一轉動副的軸線方向，由螺旋理論法求解雅可比矩陣的公式可知，雅可比矩陣與機構各分支主動螺旋和傳遞力螺旋的方向有關，當它們的方向始終保持不變時，雅可比矩陣將保持恒定不變，因此本發(fā)明所提出的并聯機構除具有剛度大，承載高的特點外，還具有雅可比矩陣恒定的特性，即機構的運動和力等各參數的輸入輸出映射關系將維持不變，使該機構具有運動精度高，便于控制的特點。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明結構示意圖。
[0010]圖中:1-定平臺，2-第一移動副P1，3-第一轉動副R1，4-第一連桿，5_第二轉動副R2，6-第二連桿，7-第三轉動副R3，8-動平臺，9-支撐桿A、10-支撐桿B，11-導軌。
【具體實施方式】
[0011]在圖1所示的本發(fā)明的示意簡圖中，在定平臺I上設有三組支撐桿，每組支撐桿均包括一根支撐桿A9和一根支撐桿BlO，支撐桿A的長度大于支撐桿B的長度。在每組支撐桿A和支撐桿B之間，分別固定連接一根導軌U。三根導軌與定平臺之間有夾角，且三根導軌在定平面上的投影，及其投影的延長線，組成一個正三角形。在導軌和動平臺之間通過三個分支連接，三個分支的結構相同。三個分支上端與動平臺的連接點中心呈正三角對稱分布。
[0012]分支包括第一移動副Pd、第一轉動副仏3、第一連桿4、第二轉動副R25、第二連桿6和第三轉動副R37。在每根導軌上分別套接第一移動副P1，第一移動副P1與第一連桿的一端通過第一轉動副辦相連，第一連桿的另一端與第二連桿的一端通過第二轉動副R2相連，第二連桿的另一端與動平臺8的下表面通過第三轉動副R3相連。
【主權項】
1.一種移動并聯機構，包括定平臺、動平臺、分支、支撐桿A、支撐桿B和導軌，其特征在于:在定平臺上設有三組支撐桿，每組支撐桿均包括一根支撐桿A和一根支撐桿B，支撐桿A的長度大于支撐桿B的長度，在每組支撐桿A和支撐桿B之間，分別固定連接一根導軌，在導軌和動平臺之間通過三個分支連接，三個分支的結構相同。2.根據權利要求1所述的一種移動并聯機構，其特征在于:三根導軌與定平臺之間有夾角，且三根導軌在定平面上的投影，及其投影的延長線，組成一個正三角形，三個分支上端與動平臺的連接點中心呈正三角對稱分布。3.根據權利要求1或2所述的一種移動并聯機構，其特征在于:分支包括第一移動副第一轉動副R1、第一連桿、第二轉動副R2、第二連桿和第三轉動副R3,在每根導軌上分別套接第一移動副Pi，第一移動副Pi與第一連桿的一端通過第一轉動副Ri相連，第一連桿的另一端與第二連桿的一端通過第二轉動副R2相連，第二連桿的另一端與動平臺的下表面通過第三轉動副R3相連。
【文檔編號】B25J9/00GK105945912SQ201610329275
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】趙延治, 梁博文, 曹亞超, 李帥, 韓瑞
【申請人】燕山大學