CN202241285U - 二自由度x型并联机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种二自由度X型并联机构，该机构由定平台(1)、动平台(17)及连接定平台(1)与动平台(17)的三条支链组成；定平台(1)上设有三条相互平行的导轨(19、20、21)；每条支链由嵌合在导轨上的滑块和连杆组成，连杆两端分别与动平台(17)和相应的滑块相连；左上右下布置的第一支链与右上左下布置的第二支链、第三支链呈X形布置。本机构具有更小的横向尺寸，且具有结构简单可靠，刚度高，制造成本低，易于控制等优点，可作为工业机器人。

Description

二自由度X型并联机构

技术领域

本实用新型涉及一种运动机构，尤其是二自由度并联机构。

背景技术

大多数工业上采用的2自由度移动并联机构，用于物品的取放，要求有两个方向自由度，并保持平台方位的稳定。除了使用两个转动副的串联机器人来解决外，还有一些提出了闭环运动链的解决方案，其中大部分采用一个平行四连杆来创建一个约束来保持平台方位的稳定。

Brogardh(布罗加尔)在2001年提出了一个2自由度移动并联机构，在移动副驱动和末端平台之间用一个平行四连杆相连，用转动驱动代替移动驱动，还可以得到一个等效的机构。在最近的2008年的法国蒙彼利埃的一次关于并联机构未来研究方向的会议上，CEDRIC BARADAT(塞德里克·巴拉达特)又提出一个新型2自由度并联机器人。目前国内也对2自由度移动并联机构进行了不少的研究，例如中国发明专利CN200710044905.9提出的另一种二自由度平面并联机器人机构，采用直线电机驱动，气浮导轨支撑，以及气浮旋转关节，实现无摩擦、无磨损驱动。机器人的工作空间是机器人操作器的工作区域，对于上述并联机构来说，工作空间小是其最大的一个缺点。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有更小横向尺寸的二自由度X型并联机构。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型所提供的二自由度X型并联机构由定平台、动平台及连接定平台与动平台的3条支链组成。定平台上设有三条相互平行的导轨，三条导轨两两之间的轴线间距相等，第二导轨位于第一导轨和第三导轨之间。左上右下布置的第一支链与右上左下布置的第二支链、第三支链呈X形布置；第一支链由第三连杆、第四连杆和嵌合在第二导轨上的第一滑块组成，第三连杆和第四连杆的一端分别通过一个支座与动平台相连，另一端分别通过一个支座与第一滑块相连，处于同一运动平面内的第三连杆和第四连杆相互平行；第二支链由第二连杆和嵌合在第三导轨上的第二滑块组成，第二连杆的一端通过一个支座与动平台相连，另一端通过一个支座与第二滑块相连；第三支链由第一连杆和嵌合在第一导轨上的第三滑块组合，第一连杆的一端通过一个支座与动平台相连，另一端通过一个支座与第三滑块相连；第一连杆和第二连杆的上端铰接轴线同轴，下端铰接轴线也同轴。

作为本实用新型的进一步改进，第二支链中还设置有与第一连杆相平行的第五连杆，第五连杆的一端通过一个支座与动平台相连，另一端通过一个支座与第二滑块相连；第三支链还设置有与第二连杆相平行的第六连杆，第六连杆的一端通过一个支座与动平台相连，另一端通过一个支座与第三滑块相连；第五连杆和第六连杆的上端铰接轴线同轴，下端铰接轴线也同轴。第一连杆与第五连杆处于同一个运动平面，第二连杆与第六连杆也处于同一个运动平面，这两个运动平面相互平行。

(三)有益效果

本实用新型的优点在于：由于采用了X型的支链布置，机构的导轨具有更小的横向尺寸，且该机构具有结构简单可靠，刚度高，制造成本低，易于控制等优点，可作为工业机器人。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的主视结构示意图。

图2为图1中的A部放大结构示意图。

图3为图1所示实施例的立体结构示意图。

图4为图3中的D部放大结构示意图。

图5为本实用新型实施例2的主视结构示意图。

图6为图5中的B部放大结构示意图。

图7为图5所示实施例的立体结构示意图。

图8是图7中的E部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的二自由度X型并联机构包括有机架支脚30支撑着的定平台1、动平台17及连接定平台1与动平台17的3条支链。定平台1上设有三条相互平行的导轨19、20、21，三导轨两两之间的轴线间距相等，第二导轨20位于第一导轨19和第三导轨21之间；第一支链由第三连杆11、第四连杆12和嵌合在第二导轨上的第一滑块2组成，第三连杆11和第四连杆12的一端分别通过一个支座与所述动平台17相连，另一端分别通过一个支座与第一滑块2相连，处于同一运动平面内的第三连杆11和第四连杆12相互平行；第二支链由第二连杆8和嵌合在第三导轨21上的第二滑块3组成，第二连杆8的一端通过一个支座与动平台17相连，另一端通过一个支座与第二滑块3相连；第三支链由第一连杆7和嵌合在第一导轨19上的第三滑块4组合，第一连杆7的一端通过一个支座与动平台17相连，另一端通过一个支座与第三滑块4相连；第一连杆7和第二连杆8的上端铰接轴线同轴，下端铰接轴线也同轴；第一连杆7和第二连杆8长度相等。第一滑块2、动平台17与第三连杆11、第四连杆12组成了平行四连杆机构，平行四连杆机构与第一连杆7、第二连杆8呈交叉的X形布置。夹具18位于动平台正下方，其对称中心线垂直于动平台。动平台运动时有两个自由度，水平移动和垂直移动。采用两个电机(图中电机省略)分别驱动定平台左侧和右侧的滑块，可带动动平台作空间运动。使用时可驱动第二滑块3和第三滑块4中的任意一个，另一个仅用于平衡力矩。以上所述为实施例1的结构形式，如图1、图2、图3和图4。

下面详细介绍实施例2的结构形式，如图5、图6、图7和图8。在实施例1的基础上，第二支链中还设置有与第一连杆7相平行的第五连杆23，第五连杆23的一端通过一个支座与动平台17相连，另一端通过一个支座与第二滑块3相连；第三支链还设置有与第二连杆8相平行的第六连杆24，第六连杆24的一端通过一个支座与动平台17相连，另一端通过一个支座与第三滑块4相连；第五连杆23和第六连杆24的上端铰接轴线同轴，下端铰接轴线也同轴；第五连杆23和第六连杆24长度相等。本实施例2比实施例1的结构更加稳定，可承受更大的负载。

显然，该机构中的第一连杆7、第五连杆23、第三滑块4与动平台17组成了一个平行四连杆机构；第二连杆8、第六连杆24、第二滑块3与动平台17组成了另一个平行四连杆机构。并且上述结构中，第一连杆7与第五连杆23还处于同一个运动平面，第二连杆8与第六连杆24也处于同一个运动平面，这两个运动平面相互平行。动平台运动时仍然具有水平移动和垂直移动两个自由度；采用两个电机可分别驱动定平台左侧和右侧的滑块，以带动动平台作空间运动。可驱动定平台右侧的第二滑块3、第三滑块4中任意一个，另一个仅作平衡力矩用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种二自由度X型并联机构，其特征在于：该机构由定平台(1)、动平台(17)及连接定平台(1)与动平台(17)的三条支链组成；所述定平台(1)上设有三条相互平行的导轨(19、20、21)，三条所述导轨两两之间的轴线间距相等，所述第二导轨(20)位于所述第一导轨(19)和所述第三导轨(21)之间；左上右下布置的所述第一支链与右上左下布置的所述第二支链、所述第三支链呈X形布置；所述第一支链由第三连杆(11)、第四连杆(12)和嵌合在所述第二导轨上的第一滑块(2)组成，所述第三连杆(11)和所述第四连杆(12)的一端分别通过一个支座与所述动平台(17)相连，另一端分别通过一个支座与所述第一滑块(2)相连，处于同一运动平面内的所述第三连杆(11)和所述第四连杆(12)相互平行；所述第二支链由第二连杆(8)和嵌合在所述第三导轨(21)上的第二滑块(3)组成，所述第二连杆(8)的一端通过一个支座与所述动平台(17)相连，另一端通过一个支座与所述第二滑块(3)相连；所述第三支链由第一连杆(7)和嵌合在所述第一导轨(19)上的第三滑块(4)组合，所述第一连杆(7)的一端通过一个支座与所述动平台(17)相连，另一端通过一个支座与所述第三滑块(4)相连；所述第一连杆(7)和所述第二连杆(8)的上端铰接轴线同轴，下端铰接轴线也同轴。

2.根据权利要求1所述的并联机构，其特征在于：所述第二支链中还设置有与所述第一连杆(7)相平行的第五连杆(23)，所述第五连杆(23)的一端通过一个支座与所述动平台(17)相连，另一端通过一个支座与所述第二滑块(3)相连；所述第三支链还设置有与所述第二连杆(8)相平行的第六连杆(24)，第六连杆(24)的一端通过一个支座与所述动平台(17)相连，另一端通过一个支座与所述第三滑块(4)相连；所述第五连杆(23)和所述第六连杆(24)的上端铰接轴线同轴，下端铰接轴线也同轴。

3.根据权利要求2所述的并联机构，其特征在于：所述第一连杆(7)与所述第五连杆(23)处于同一个运动平面，所述第二连杆(8)与所述第六连杆(24)也处于同一个运动平面，这两个运动平面相互平行。

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