兩轉一移非對稱并聯機器人機構制造技術

一種兩轉一移非對稱并聯機器人機構，其包括機架、動平臺以及連接它們的三個活動分支，其中第一分支中的球副與機架連接，轉動副與動平臺連接，球副與轉動副之間通過轉動副連接；第二分支中的萬向鉸與機架連接，轉動副與動平臺連接，萬向鉸與轉動副之間通過轉動副連接；第三分支中的萬向鉸與機架連接，球副與動平臺連接，萬向鉸與球副之間通過轉動副連接；上述第一分支中連接動平臺的轉動副軸線與第二分支中連接動平臺的轉動副軸線不平行。本實用新型專利技術分支結構簡單，無過約束，加工制造方便，標定和控制容易實現，具有很良好的應用前景。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于機器人領域，特別涉及一種非對稱并聯機器人機構。
技術介紹
并聯機器人與串聯機器人相比，具有剛度大、運動速度快、精度高等優點，在機械工業領域具有廣泛的應用。而具有兩個轉動一個移動自由度的并聯機構可以應用于運動模擬器，坐標測量機，加工中心的主軸頭等，其中最典型的應用是作并聯機床的主軸頭，在該主軸頭上附加一個二自由度的轉頭，便能實現航空航天，汽車工業等領域復雜零件的加工。現有的文獻中，如K.Neumann 2008年發表的論文(K.Neumann, 2008.Adaptivein-jig high load Exechon machining & assembly technology, SAE International,08AMT-0044.)和專利 CN 101049699A、CN 201625978U、CN 201389855Y 中提到的并聯機構，動平臺存在無伴隨運動的轉軸而具有易于標定和控制的優點，但是這些機構存在共線這種苛刻的幾何條件，配合精度要求非常高，反之，如若達不到該幾何條件，則機構的性能就達不到要求，這樣的苛刻幾何條件為機構的加工制造帶來了很大的難度，難以保證加工精度。而另一類3-RPS/SPR兩轉一移并聯機構，雖不存在苛刻的幾何條件，但轉動運動中存在伴隨移動，導致標定和控制很困難。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種分支結構簡單、無過約束、加工制造方便、且容易保證加工精度的兩轉一移非對稱并聯機器人機構。本技術包括動平臺、機架和連接它們的三個活動分支，其有七種連接方式:第一種連接方式:第一分支中的球副與機架連接，轉動副與動平臺連接，球副與轉動副之間通過轉動副連接，其中上述兩個轉動副軸線相互平行；第二分支中的萬向鉸與機架連接，轉動副與動平臺連接，萬向鉸與轉動副之間通過轉動副連接，其中上述兩個轉動副軸線均和萬向鉸的第二轉動副軸線相互平行；第三分支中的萬向鉸與機架連接，球副與動平臺連接，萬向鉸與球副之間通過轉動副連接，其中轉動副軸線平行于萬向鉸的第二轉動副軸線；上述第一分支中連接動平臺的轉動副軸線與第二分支中連接動平臺的轉動副軸線不平行。第二種連接方式:第一分支中的球副與機架連接，轉動副與動平臺連接，球副與轉動副之間通過移動副連接，其中轉動副軸線垂直于移動副軸線；第二分支中的萬向鉸與機架連接，轉動副與動平臺連接，萬向鉸與轉動副之間通過轉動副連接，其中上述兩個轉動副軸線均和萬向鉸的第二轉動副軸線相互平行；第三分支中的萬向鉸與機架連接，球副與動平臺連接，萬向鉸與球副之間通過轉動副連接，其中轉動副軸線平行于萬向鉸的第二轉動副軸線；上述第一分支中連接動平臺的轉動副軸線與第二分支中連接動平臺的轉動副軸線不平行。第三種連接方式:第一分支中的球副與機架連接，轉動副與動平臺連接，球副與轉動副之間通過轉動副連接，其中兩個轉動副軸線相互平行；第二分支中的萬向鉸與機架連接，轉動副與動平臺連接，萬向鉸與轉動副之間通過移動副連接，其中轉動副軸線既平行于萬向鉸的第二轉動副軸線，又垂直于移動副軸線；第三分支中的萬向鉸與機架連接，球副與動平臺連接，萬向鉸與球副之間通過轉動副連接，其中轉動副軸線平行于萬向鉸的第二轉動副軸線；上述第一分支中連接動平臺的轉動副軸線與第二分支中連接動平臺的轉動副軸線不平行。第四種連接方式:第一分支中的球副與機架連接，轉動副與動平臺連接，球副與轉動副之間通過轉動副連接，其中兩個轉動副軸線相互平行；第二分支中的萬向鉸與機架連接，轉動副與動平臺連接，萬向鉸與轉動副之間通過轉動副連接，其中上述兩個轉動副軸線均和萬向鉸的第二轉動副軸線相互平行；第三分支中的萬向鉸與機架連接，球副與動平臺連接，萬向鉸與球副之間通過移動副連接，其中移動副軸線垂直于萬向鉸的第二轉動副軸線；上述第一分支中連接動平臺的轉動副軸線與第二分支中連接動平臺的轉動副軸線不平行。第五種連接方式:第一分支中的球副與機架連接，轉動副與動平臺連接，球副與轉動副之間通過移動副連接，其中轉動副軸線垂直于移動副軸線；第二分支中的萬向鉸與機架連接，轉動副與動平臺連接，萬向鉸與轉動副之間通過移動副連接，其中轉動副軸線既平行于萬向鉸的第二轉動副軸線，又垂直于移動副軸線；第三分支中的萬向鉸與機架連接，球副與動平臺連接，萬向鉸與球副之間通過轉動副連接，其中轉動副軸線平行于萬向鉸的第二轉動副軸線；上述第一分支中連接動平臺的轉動副軸線與第二分支中連接動平臺的轉動副軸線不平行。第六種連接方式:第一分支中的球副與機架連接，轉動副與動平臺連接，球副與轉動副之間通過移動副連接，其中轉動副軸線垂直于移動副軸線；第二分支中的萬向鉸與機架連接，轉動副與動平臺連接，萬向鉸與轉動副之間通過轉動副連接，其中上述兩個轉動副軸線均和萬向鉸的第二轉動副軸線相互平行；第三分支中的萬向鉸與機架連接，球副與動平臺連接，萬向鉸與球副之間通過移動副連接，其中移動副軸線垂直于萬向鉸的第二轉動副軸線；上述第一分支中連接動平臺的轉動副軸線與第二分支中連接動平臺的轉動副軸線不平行。第七種連接方式:第一分支中的球副與機架連接，轉動副與動平臺連接，球副與轉動副之間通過轉動副連接，其中兩個轉動副軸線相互平行；第二分支中的萬向鉸與機架連接，轉動副與動平臺連接，萬向鉸與轉動副之間通過移動副連接，其中轉動副軸線既平行于萬向鉸的第二轉動副軸線，又垂直于移動副軸線；第三分支中的萬向鉸與機架連接，球副與動平臺連接，萬向鉸與球副 之間通過移動副連接，其中移動副軸線垂直于萬向鉸的第二轉動副軸線；上述第一分支中連接動平臺的轉動副軸線與第二分支中連接動平臺的轉動副軸線不平行。本技術與現有技術相比具有如下優點:機構中無苛刻的幾何條件，動平臺存在無伴隨移動的轉軸，驅動器能接近機架，分支結構非常簡單，無過約束，加工制造比較方便，標定和控制容易實現，具有很良好的應用前景。附圖說明:圖1是本技術實施例1的立體示意圖。圖2是本技術實施例2的立體示意圖。圖3是本技術實施例3的立體示意圖。圖4是本技術實施例4的立體示意圖。圖5是本技術實施例5的立體示意圖。圖6是本技術實施例6的立體示意圖。圖7是本技術實施例7的立體示意圖。具體實施方式:以下結合附圖所示的實施例進一步說明。以下各實施例中，所述的移動副軸線是指與移動副的運動方向平行的直線，轉動副軸線是指轉動副轉動時所圍繞轉動的中心線，萬向鉸的第一轉動副指的是靠近機架的轉動副，萬向鉸的第二轉動副指的是靠近動平臺的轉動副。實施例1:在圖1所示的兩轉一移非對稱并聯機器人機構示意圖中，第一分支中的球副Sll與機架I連接，轉動副R13與動平臺2連接，球副與轉動副之間通過轉動副R12連接，其中上述兩個轉動副R13、R12軸線相互平行；第二分支中的萬向鉸R21、R22與機架連接，轉動副R24與動平臺連接，萬向鉸與轉動副之間通過轉動副R23連接，其中上述兩個轉動副R24、R23軸線均和萬向鉸的第二轉動副R22軸線相互平行；第三分支中的萬向鉸R31、R32與機架連接，球副S34與動平臺連接，萬向鉸與球副之間通過轉動副R33連接，其中轉動副R33軸線平行于萬向鉸的第二轉動副R32軸線；上述第一分支中的轉動副R13軸線與第二分支中的轉動副R24軸線不平行本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種兩轉一移非對稱并聯機器人機構，包括機架（1）、動平臺（2）以及連接它們的三個活動分支，其特征在于：其第一分支中的球副（S11）與機架連接，轉動副（R13）與動平臺連接，球副與轉動副之間通過轉動副（R12）連接，其中上述兩個轉動副（R13、R12）軸線相互平行；第二分支中的萬向鉸（R21、R22）與機架連接，轉動副（R24）與動平臺連接，萬向鉸與轉動副之間通過轉動副（R23）連接，其中上述兩個轉動副（R24、R23）軸線均和萬向鉸的第二轉動副（R22）軸線相互平行；第三分支中的萬向鉸（R31、R32）與機架連接，球副（S34）與動平臺連接，萬向鉸與球副之間通過轉動副（R33）連接，其中轉動副（R33）軸線平行于萬向鉸的第二轉動副（R32）軸線；上述第一分支中的轉動副（R13）軸線與第二分支中的轉動副（R24）軸線不平行。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁華鋒，曹文熬，陳子明，趙世培，蔡長旺，王敬磊，
申請(專利權)人：燕山大學，
類型：實用新型
國別省市：