CN110238821B - 一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构 - Google Patents

一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构 Download PDF

Info

Publication number
CN110238821B
CN110238821B CN201910634481.4A CN201910634481A CN110238821B CN 110238821 B CN110238821 B CN 110238821B CN 201910634481 A CN201910634481 A CN 201910634481A CN 110238821 B CN110238821 B CN 110238821B
Authority
CN
China
Prior art keywords
platform
connecting rod
follow
redundancy
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910634481.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110238821A (zh
Inventor
李永泉
张阳
张立杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanshan University
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN201910634481.4A priority Critical patent/CN110238821B/zh
Publication of CN110238821A publication Critical patent/CN110238821A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110238821B publication Critical patent/CN110238821B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
    • B25J9/0045—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base
    • B25J9/0048—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base with kinematics chains of the type rotary-rotary-rotary

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

本发明公开一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构，涉及机器人技术领域，主要结构包括动平台、定平台、随动平台和多个支链；其结构简单，运动副均为低副，可以降低制造成本；机构具有高对称性和高冗余驱动，综合性能非常好；姿态调整能力快、高刚度、高响应速度、高响应加速度、高精度、高转动能力、良好驱动稳定性，大承载能力，大工作空间等性能，能有效的补偿电机误差和消除运动过程中的伴随误差等优点。

Description

一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构。
背景技术
在高性能、高精度、高安全性等现代设备特别需要一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构作为本体机构，尤其是加工现代复杂曲面的加工，需要具有高精度，大转动能力，高灵活度的五轴混联机构，五轴混联机构的并联模块的选取尤为重要，并联模块必须满足姿态调整能力快、高刚度、高响应速度、高响应加速度、高精度、高转动能力、良好驱动稳定性，大承载能力等性能，从而使得五轴混联机床综合性能更好，然而如今这类并联机构非常稀少，因此，这类机构的研制意义重大。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构，该发明机构和驱动都具有高对称性，也具有高冗余驱动；因此，该机构具有大工作空间、大转动能力、大承载能力、高刚度、高灵活度、机构运动和力传递性能优良、运动学和动力学性能优良，驱动稳定性优良，还具有消除伴随运动的能力等优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构，包括动平台、定平台、随动平台和多个支链，所述动平台设置于所述随动平台上方，且所述动平台与所述随动平台通过第五转动副转动连接，所述定平台设置于所述随动平台下方，所述动平台和所述随动平台的两端分别连接一个所述支链的一端，所述多个支链的另一端均与所述定平台相连接。
可选的，所述支链包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和第五连杆；
可选的，所述第一连杆的一端与所述动平台或所述随动平台的一端活动连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端以及所述第四连杆的一端均活动连接；
可选的，所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端活动套接，所述第三连杆的另一端与所述定平台活动连接；
可选的，所述第四连杆的另一端与所述第五连杆的一端活动套接，所述第五连杆的另一端与所述定平台活动连接。
可选的，所述第一连杆与所述动平台或所述随动平台的端部通过第一转动副转动连接。
可选的，所述第三连杆的另一端与所述定平台通过第二转动副转动连接。
可选的，所述第五连杆的另一端与所述定平台通过第三转动副转动连接。
可选的，所述第一连杆的另一端、所述第二连杆的一端以及所述第四连杆的一端通过第四转动副转动连接。
可选的，所述第一转动副的转动轴线与所述第二转动副的转动轴线相垂直，所述第二转动副的转动轴线、所述第三转动副的转动轴线和所述第四转动副的转动轴线相平行。
可选的，所述第五转动副轴线垂直于所述第一转动副的转动轴线和第二转动副的转动轴线。
可选的，包括四个所述支链，所述动平台的两端以及所述随动平台的两端分别与一个所述支链的一端相连接。
可选的，所述动平台两端的两个所述支链中的所述第一转动副轴线共轴线设置。
可选的，所述动平台两端的两个所述支链中的所述第一转动副轴线与所述随动平台两端的两个所述支链中的所述第一转动副轴线相垂直。
可选的，所述动平台和所述随动平台均为长方体结构。
可选的，所述动平台和所述随动平台形状完全相同。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中的含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构主要结构包括动平台、定平台、随动平台和多个支链；其结构简单，运动副均为低副，可以降低制造成本；机构具有高对称性和高冗余驱动，综合性能非常好；姿态调整能力快、高刚度、高响应速度、高响应加速度、高精度、高转动能力、良好驱动稳定性，大承载能力，大工作空间等性能，能有效的补偿电机误差和消除运动过程中的伴随误差等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构的结构示意图。
附图标记说明：1、第五转动副；2、动平台；3、随动平台；4、第一连杆；5、第二连杆；6、第四连杆；7、第五连杆；8、第三连杆；9、定平台；10、第二转动副；11、第三转动副；12、第四转动副；13、第一转动副。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构，包括动平台2、定平台9、随动平台3和多个支链，所述动平台2设置于所述随动平台3上方，且所述动平台2与所述随动平台3通过第五转动副1转动连接，所述定平台9设置于所述随动平台3下方，所述动平台2和所述随动平台3的两端分别连接一个所述支链的一端，所述多个支链的另一端均与所述定平台9相连接。
于本具体实施例中，如图1所示，包括四个所述支链，所述动平台2的两端以及所述随动平台3的两端分别与一个所述支链的一端相连接。所述支链包括第一连杆4、第二连杆5、第三连杆8、第四连杆6和第五连杆7；可选的，所述第一连杆4的一端与所述动平台2或所述随动平台3的一端活动连接，所述第一连杆4的另一端与所述第二连杆5的一端以及所述第四连杆6的一端均活动连接；所述第二连杆5的另一端与所述第三连杆8的一端活动套接，所述第三连杆8的另一端与所述定平台9活动连接；所述第四连杆6的另一端与所述第五连杆7的一端活动套接，所述第五连杆7的另一端与所述定平台9活动连接。所述第一连杆4与所述动平台2或所述随动平台3的端部通过第一转动副13转动连接。所述第三连杆8的另一端与所述定平台9通过第二转动副10转动连接。所述第五连杆7的另一端与所述定平台9通过第三转动副11转动连接。所述第一连杆4的另一端、所述第二连杆5的一端以及所述第四连杆6的一端通过第四转动副12转动连接。所述第一转动副13的转动轴线与所述第二转动副10的转动轴线相垂直，所述第二转动副10的转动轴线、所述第三转动副11的转动轴线和所述第四转动副12的转动轴线相平行。所述第五转动副1轴线垂直于所述第一转动副13的转动轴线和第二转动副10的转动轴线。包括四个所述支链，所述动平台2的两端以及所述随动平台3的两端分别与一个所述支链的一端相连接。所述动平台2和所述随动平台3均为长方体结构。所述动平台2两端的两个所述支链中的所述第一转动副13轴线共轴线设置。所述动平台2两端的两个所述支链中的所述第一转动副13轴线与所述随动平台3两端的两个所述支链中的所述第一转动副13轴线相垂直。
于更具体的实施例中，第二连杆5与第三连杆8可以分别是同一电缸的缸体和缸杆，也可以是电缸设置于第二连杆5与第三连杆8之间，第二连杆5与缸杆固定连接，第三连杆8与缸体固定连接；同样的，第四连杆6与第五连杆7可以分别是同一电缸的缸体和缸杆，也可以是电缸设置于第四连杆6与第五连杆7之间，第四连杆6与缸杆固定连接，第五连杆7与缸体固定连接。
所述四条支链在定平台9上完全对称布置，在8个高冗余驱动作用下时，该并联机构可实现动平台2与随动平台3的高自由度运动。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构，其特征在于，包括动平台、定平台、随动平台和多个支链，所述动平台设置于所述随动平台上方，且所述动平台与所述随动平台通过第五转动副转动连接，所述定平台设置于所述随动平台下方，所述动平台和所述随动平台的两端分别连接一个所述支链的一端，所述多个支链的另一端均与所述定平台相连接；
所述支链包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和第五连杆；
所述第一连杆的一端与所述动平台或所述随动平台的一端活动连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端以及所述第四连杆的一端均活动连接；
所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端活动套接，所述第三连杆的另一端与所述定平台活动连接；
所述第四连杆的另一端与所述第五连杆的一端活动套接，所述第五连杆的另一端与所述定平台活动连接；
所述第一连杆与所述动平台或所述随动平台的端部通过第一转动副转动连接；
所述第三连杆的另一端与所述定平台通过第二转动副转动连接；
所述第五连杆的另一端与所述定平台通过第三转动副转动连接；
所述第一连杆的另一端、所述第二连杆的一端以及所述第四连杆的一端通过第四转动副转动连接；
所述第一转动副的转动轴线与所述第二转动副的转动轴线相垂直，所述第二转动副的转动轴线、所述第三转动副的转动轴线和所述第四转动副的转动轴线相平行；
所述动平台两端的两个所述支链中的所述第一转动副轴线共轴线设置。
2.根据权利要求1所述的含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构，其特征在于，所述第五转动副轴线垂直于所述第一转动副的转动轴线和第二转动副的转动轴线。
3.根据权利要求1所述的含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构，其特征在于，包括四个所述支链，所述动平台的两端以及所述随动平台的两端分别与一个所述支链的一端相连接。
4.根据权利要求1所述的含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构，其特征在于，所述动平台两端的两个所述支链中的所述第一转动副轴线与所述随动平台两端的两个所述支链中的所述第一转动副轴线相垂直。
5.根据权利要求1所述的含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构，其特征在于，所述动平台和所述随动平台均为长方体结构。
6.根据权利要求1所述的含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构，其特征在于，所述动平台和所述随动平台形状完全相同。
CN201910634481.4A 2019-07-15 2019-07-15 一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构 Active CN110238821B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910634481.4A CN110238821B (zh) 2019-07-15 2019-07-15 一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910634481.4A CN110238821B (zh) 2019-07-15 2019-07-15 一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110238821A CN110238821A (zh) 2019-09-17
CN110238821B true CN110238821B (zh) 2020-11-27

Family

ID=67892149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910634481.4A Active CN110238821B (zh) 2019-07-15 2019-07-15 一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110238821B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111267077B (zh) * 2020-04-02 2021-05-07 燕山大学 一种非共面二维转动一维移动的并联机构
CN111267076B (zh) * 2020-04-02 2021-05-04 燕山大学 一种高刚度冗余驱动并联机构
CN111915958B (zh) * 2020-08-07 2021-12-07 燕山大学 一种对称布置全解耦两轴摆动机构
CN113386111A (zh) * 2021-07-16 2021-09-14 燕山大学 一种含闭环单元的三平移冗余驱动并联机构
CN114366562A (zh) * 2022-01-17 2022-04-19 山东科技大学 一种用于踝关节康复的三自由度并联训练装置
CN116766164B (zh) * 2023-08-23 2023-10-20 太原理工大学 一种带有多环耦合支链的高刚度五自由度并联驱动机器人

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11077547B2 (en) * 2014-05-08 2021-08-03 Universite Laval Parallel mechanism with kinematically redundant actuation
CN108161490B (zh) * 2017-12-27 2019-06-04 北京交通大学 一种具有大转角的冗余驱动五自由度并联机床
CN109531543B (zh) * 2018-12-21 2022-08-30 清华大学 具有双动平台结构的四自由度并联机器人

Also Published As

Publication number Publication date
CN110238821A (zh) 2019-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110238821B (zh) 一种含闭环单元高冗余驱动完全对称并联机构
CN201808063U (zh) 六自由度并联机器人装置
CN103029120B (zh) 一种折叠式静载平衡并联调姿平台
CN102626870B (zh) 一种具有单自由度铰链的三自由度并联主轴头
CN111267076B (zh) 一种高刚度冗余驱动并联机构
CN108621130B (zh) 具有2r1t和2t1r两种运动模式的并联机构
CN110315509B (zh) 一种少支链含闭环单元冗余驱动的完全对称的并联机构
CN105855921B (zh) 具有空间三自由度的并联机构
CN109877813B (zh) 一种大转角2t2r四自由度并联机构
CN103753234B (zh) 一种多轴联动装置
CN104526687A (zh) 一种三移一转四自由度解耦并联机构
CN103302659A (zh) 单自由度变胞机构
CN107336219A (zh) 一种具有两移动三转动五自由度的并联机构
CN105216901A (zh) 一种步行机器人的并联四自由度腿部机构
CN104760037A (zh) 一种(2t)&(1t1r)四自由度解耦混联机构
CN107283427B (zh) 变胞并联机构
CN110524516B (zh) 一种既含冗余支链又含闭环单元冗余驱动并联机构
CN104552280A (zh) 一种两移两转四自由度解耦并联机构
CN110053026B (zh) 用于工件加工的五自由度混联机器人
CN110524519B (zh) 一种高刚度高冗余驱动并联机构
CN109079761B (zh) 一种含闭环支链的两转一移的并联机器人
CN103231362A (zh) 一种并联机器人
CN111496766B (zh) 一种基于电动缸的三自由度并联机构
CN103252774A (zh) 一种空间五自由度混联机器人
CN110480602B (zh) 两转动两移动并联加工摆头机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant