CN102601786A - 一种含rprpr闭环子链的两自由度并联机构 - Google Patents

Abstract

一种含RPRPR闭环子链的两自由度并联机构，包括RPRPR闭环子链和执行机构子链。所述RPRPR闭环子链可控制第一转台在RPRPR闭环子链所在平面内运动，第一转台的运动可实现动平台的空间两自由度运动。本发明通过一个闭环子链来控制一个转台在平面的运动，从而实现动平台的空间两自由度运动，具有结构紧凑控制简单的优点，且所有主动杆都连接在机架上，杆件能做成轻杆，机构运动惯量小，动力学性能好。

Description

一种含RPRPR闭环子链的两自由度并联机构

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是一种含RPRPR闭环子链的两自由度并联机构。

背景技术

并联机构和传统的串联机构相比较，具有以下特点：无累积误差，精度较高；驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好；结构紧凑，刚度高，承载能力大；完全对称的并联机构具有较好的各向同性。由于并联机构本身就比较复杂，如果分支再含有闭环的话，其机构将会更加复杂，所以一般来说，对称的、分支不含闭环的并联机构才会具有最典型的性质，但是如果闭环应用的恰当，并联机构的性能将会更加卓越，如著名的delta机构。另外，现有的并联机构，其支链受连接方式的限制，一般只有一个主动杆连接在固结在机架上的驱动上，这样的话多自由度并联机构为实现其运动就需要多条支链或采取支链上串联多个主动杆的方式，然而多条支链的并联机构结构复杂控制困难，支链上串联多个主动杆会影响并联机构的运动性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含闭环子链的两自由度并联机构，解决传统并联机构一条支链多个驱动不能同时连接在机架上的缺点。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种含闭环子链的两自由度并联机构，包括RPRPR闭环子链和执行机构子链。

所述RPRPR闭环子链由第一主动杆、第一连杆、第二主动杆第二连杆及机架连接而成，第一主动杆一端通过第一转动副跟机架和第一步进电机链接，第一主动杆另一端通过第一移动副与第一连杆连接，第一连杆另一端通过第三转动副与第二连杆连接，第二连杆另一端通过第二移动副与第二主动杆连接，第二主动杆另一端通过第二转动副与机架和第二步进电机连接。第一步进电机带动第一主动杆转动和第二步进电机带动第二主动杆转动可控制第一转台在RPRPR闭环子链所在平面内的运动。

所述执行机构子链由第一转台、第二转台、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆及动平台连接而成，第一转台通过第三转动副与第一连杆连接，第一转台通过第四转动副与第三连杆连接，第一转台通过第五转动副与第四连杆连接，第三连杆另一端通过第六转动副与动平台和第五连杆连接，第四连杆另一端通过第七转动副与动平台连接，动平台通过第八转动副与第六连杆连接，第五连杆另一端通过第九转动副与第二转台连接，第六连杆另一端通过第十转动副与第二转台连接，第二转台通过第十一转动副与机架连接，第一转台在所在平面内的运动可实现动平台的空间两自由度运动。

所述第一转动副、第二转动副、第三转动副、第十一转动副的旋转轴线相互平行，第三连杆与第四连杆等长平行，第五连杆与第六连杆等长平行。

本发明的突出优点在于：

1、通过闭环子链控制机构的运动，机构支链可有多个主动杆连接在机架上；

2、所有主动杆都连接在机架上，杆件做成轻杆，机构运动惯量小，动力学性能好；

3、通过在动平台上安装各种不同用途的末端执行器，本机构可应用到抓取、搬运、码垛等工作中。

附图说明

图1为本发明所述一种含RPRPR闭环子链的两自由度并联机构的第一结构示意图。

图2为本发明所述一种含RPRPR闭环子链的两自由度并联机构的第二结构示意图。

图3为本发明所述一种含RPRPR闭环子链的两自由度并联机构的第一工作示意图。

图4为本发明所述一种含RPRPR闭环子链的两自由度并联机构的第二工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1和图2，一种含闭环子链的两自由度并联机构，包括RPRPR闭环子链和执行机构子链。

所述RPRPR闭环子链由第一主动杆4、第一连杆6、第二主动杆12、第二连杆10及机架1连接而成，第一主动杆4一端通过第一转动副3跟机架1和第一步进电机2链接，第一主动杆4另一端通过第一移动副5与第一连杆6连接，第一连杆6另一端通过第三转动副26与第二连杆10连接，第二连杆10另一端通过第二移动副11与第二主动杆12连接，第二主动杆12另一端通过第二转动副13与机架和第二步进电机14连接。第一步进电机2带动第一主动杆4转动和第二步进电机14带动第二主动杆12转动可控制第一转台9在RPRPR闭环子链所在平面内的运动。

所述执行机构子链由第一转台9、第二转台25、第三连杆15、第四连杆16、第五连杆22、第六连杆21及动平台19连接而成，第一转台9通过第三转动副26与第一连杆6连接，第一转台9通过第四转动副7与第三连杆15连接，第一转台9通过第五转动副8与第四连杆16连接，第三连杆15另一端通过第六转动副18与动平台19和第五连杆22连接，第四连杆16另一端通过第七转动副17与动平台19连接，动平台通过第八转动副20与第六连杆21连接，第五连杆22另一端通过第九转动副24与第二转台25连接，第六连杆21另一端通过第十转动副23与第二转台25连接，第二转台25通过第十一转动副27与机架1连接，第一转台9在所在平面内的运动可实现动平台的空间两自由度运动。

所述第一转动副3、第二转动副13、第三转动副26、第十一转动副27的旋转轴线相互平行，第三连杆15与第四连杆16等长平行，第五连杆22与第六连杆21等长平行。

对照图3、图4，第一转台9在所在平面内的运动可实现动平台13的空间两自由度运动。

Claims (1)

1.一种含RPRPR闭环子链的两自由度并联机构，包括RPRPR闭环子链和执行机构子链，其特征在于，其结构和连接方式为：

所述RPRPR闭环子链由第一主动杆、第一连杆、第二主动杆、第二连杆及机架连接而成，第一主动杆一端通过第一转动副跟机架和第一步进电机连接，第一主动杆另一端通过第一移动副与第一连杆连接，第一连杆另一端通过第三转动副与第二连杆连接，第二连杆另一端通过第二移动副与第二主动杆连接，第二主动杆另一端通过第二转动副与机架和第二步进电机连接，

所述执行机构子链由第一转台、第二转台、第三连杆、第四连杆、第五连杆、第六连杆及动平台连接而成，第一转台通过第三转动副与第一连杆连接，第一转台通过第四转动副与第三连杆连接，第一转台通过第五转动副与第四连杆连接，第三连杆另一端通过第六转动副与动平台和第五连杆连接，第四连杆另一端通过第七转动副与动平台连接，动平台通过第八转动副与第六连杆连接，第五连杆另一端通过第九转动副与第二转台连接，第六连杆另一端通过第十转动副与第二转台连接，第二转台通过第十一转动副与机架连接，

所述第一转动副、第二转动副、第三转动副、第十一转动副的旋转轴线相互平行，第三连杆与第四连杆等长平行，第五连杆与第六连杆等长平行。