专利名称：一种平面极坐标两自由度并联机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人技术领域的两自由度并联机构，特别是关于一种平面极坐 标两自由度并联机构。
背景技术：
并联机构是指由多个并行运动链构成的闭环运动系统，机构具有两个以上自由 度，通过并联方式驱动。并联机构具有载荷重量比大，累积误差小，精度高，易于将液压缸通 过杆件置于基座上，减轻运动载荷，运动速度高，逆运动学求解方便等优点。近年来，由于少 自由度并联机构具有结构简单，设计、制造、控制成本较低等优点。现在已被用于医用外科 设备、运动模拟、机械制造、自动化装配、精密加工测量、微电子制造等领域。现在平面少自由度并联机构已经有了一些选择，比如专利号为 CN200310112572.0的发明专利，公开了一种二自由度平面并联机器人机构，其可以实现运 动平台在平面内水平和竖直方向方向的平移运动。但是在一些需要极坐标操作的场合，上 述机构的应用存在一些限制比如1、需要在运动平台的运动上增加旋转才能转换成极坐 标下的运动，增加了系统复杂度，降低了精度；2、工作空间利用率低等等。而在现有技术中， 基于极坐标的平面少自由度并联机构还不多。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种易于实现平面内的两自由度高速、高精 度运动，且该运动易于通过固定平台上的极坐标系表示的平面极坐标两自由度并联机构。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种平面极坐标两自由度并联机构， 其特征在于它包括一固定平台，所述固定平台两端分别通过一铰链连接一第一杆件，每一 所述第一杆件的另一端固定连接一活塞，每一所述活塞分别滑动设置在一驱动油缸内，每 一所述驱动油缸的底部分别固定连接一第二杆件，两所述第二杆件的另一端分别通过铰链 连接在同一运动平台的两端，所述固定平台中部铰接有一连杆，所述连杆的另一端穿设在 一滑套内，所述滑套固定连接在所述运动平台的中部。对应设置的两所述第一根杆件的长度相同或相异。对应设置的两所述第二根杆件的长度相同或相异。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明由于在闭环运动链的 基础上利用连杆限制运动平台的取向，因此可以实现在极坐标系下的两自由度运动。2、本 发明由于将液压缸通过杆件铰接在固定平台上，而运动平台质量较小，因此运动精度高，速 度快，载荷重量比大，累积误差小。3、本发明由于采用杆件作为运动部件，因此结构简单，成 本低。4、本发明通过活塞相对于油缸的相对运动实现两第一杆件相对于第二杆件直接的运 动，其运动平稳，控制方便。本发明可以广泛用于各种平面极坐标两自由度运动场合。
图1是本发明结构示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。实施例1:如图1所示，本发明包括一固定平台1，固定平台1两端分别通过一铰链2连接一 第一杆件3，每一第一杆件3另一端固定连接一活塞4，每一活塞4分别滑动设置在一驱动 油缸5内，每一油缸5的底部分别固定连接一第二杆件6，两第二杆件6的另一端分别通过 铰链7铰接在同一运动平台8的两端，在固定平台1中部通过铰链9铰接一连杆10，在运动 平台8中部固定连接一滑套11，连杆10的另一端滑动穿设在滑套11内，进而组成一个平面 极坐标两自由度并联机构的闭环运动链。本实施例操作过程中，具有相同或不同压力的两液压缸启动时，每一固定在油缸5 底部的第二杆件6随着油缸5沿连接有第一杆件3的活塞4轴线向上或向下移动，此时每 一第一杆件3可以围绕一个铰链2转动，每一第二杆件6随第一杆件3转动的同时，相对于 第一杆件3的轴线向上或向下移动，在两第二杆件6和连杆10的共同下，运动平台8随连 杆10摆动的同时，沿着连杆10的轴线方向向上或向下移动，即运动平台8输出平面极坐标 运动。上述各实施例中，对应设置的两第一杆件3的长度可以相同，也可以不同，同样两 第二杆件6的长度也可以相同或不同。凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和 改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
一种平面极坐标两自由度并联机构，其特征在于它包括一固定平台，所述固定平台两端分别通过一铰链连接一第一杆件，每一所述第一杆件的另一端固定连接一活塞，每一所述活塞分别滑动设置在一驱动油缸内，每一所述驱动油缸的底部分别固定连接一第二杆件，两所述第二杆件的另一端分别通过铰链连接在同一运动平台的两端，所述固定平台中部铰接有一连杆，所述连杆的另一端穿设在一滑套内，所述滑套固定连接在所述运动平台的中部。
2.如权利要求1所述的一种平面极坐标两自由度并联机构，其特征在于对应设置的 两所述第一根杆件的长度相同。
3.如权利要求1所述的一种平面极坐标两自由度并联机构，其特征在于对应设置的 两所述第一根杆件长度相异。
4.如权利要求1或2或3所述的一种平面极坐标两自由度并联机构，其特征在于对 应设置的两所述第二根杆件的长度相同。
5.如权利要求1或2或3所述的一种平面极坐标两自由度并联机构，其特征在于对 应设置的两所述第二根杆件长度相异。
全文摘要
本发明涉及一种平面极坐标两自由度并联机构，其特征在于它包括一固定平台，所述固定平台两端分别通过一铰链连接一第一杆件，每一所述第一杆件的另一端固定连接一活塞，每一所述活塞分别滑动设置在一驱动油缸内，每一所述驱动油缸的底部分别固定连接一第二杆件，两所述第二杆件的另一端分别通过铰链连接在同一运动平台的两端，所述固定平台中部铰接有一连杆，所述连杆的另一端穿设在一滑套内，所述滑套固定连接在所述运动平台的中部。本发明在闭环运动链的基础上利用导杆限制运动平台的取向，实现了运动平台在极坐标系下的两自由度运动。本发明可以广泛用于各种平面极坐标两自由度运动场合。
文档编号B25J9/08GK101863023SQ201010198870
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者赵明国, 都东, 黄振奇 申请人:清华大学