专利名称：一种位置和姿态解耦的双并联六自由度运动平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人和自动化装备的执行机构，具体地说是为机器人和并联机床等装备提供一种新型的六自由度部分解析、解耦的并联操作机构。
背景技术：
并联机构在机器人、虚拟轴机床、坐标测量机、仿真平台、微操作机械手等领域获得了广泛应用，6自由度Stewart并联机床,被认为是二十世纪以来机床结构的一次革命；并联结构的虚轴坐标测量机(含测量划线机)，也是近年来科学测量仪上的一个重大进展，它具有结构刚性大、运动速度高、误差不叠加等独特性，可使测量精度及测量效率等性能得到很大改善。目前，对于6-SPS和6-RSS机构来说，其末端执行器的空间位姿比较灵活，且 承载大、刚度好，易得反向解析解，但其末端执行器的运动学求解非常困难，无法得到正解解析解，因此，应用范围受到影响。并联机构的整体优良性能取决于其组成的支链的拓扑设计(支链类型、组合方式)、以及支链在动、静平台间的拓扑设计和驱动副的选取等。因此，解耦性好(全解耦或部分解耦)、易得正解解析解、工作空间大且不易干涉、制造装配容易的6-dof并联机构机型设计，是机构学界长期未能得到解决的、并联机构研究领域中挑战性最强的难题之一，需要创造出性能优于现有机构的新机型。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的缺点，提供一种新型的六自由度部分解析、解耦并联操作机构。其技术方案是一种位置和姿态解耦的双并联六自由度运动平台，包括静平台
(O)、动平台(7)及六只直线缸，三只直线缸的两端分别用球副连接动平台(7)与静平台(O)后，动平台(7)与静平台(O)之间又通过一个球副直接连接；而另三只直线缸的一端分别用球副连接动平台(7)，其中，两只直线缸的另一端分别用球副连接第三只直线缸另一端的缸体或伸出杆，而操作器固定在第三只直线缸另一端的缸体或伸出杆的外伸端(P)。进一步，所述的动平台(7)上的六个球副可在一个平面，也可不在一个平面；所述的六只直线缸为汽缸或油压缸或电动缸。同时，所述的六只直线缸两端的任一个球副，均可用二自由度的万向节替代。控制六只直线缸，即可获得操作器的位置和姿态，二者解耦且位置解为解析。这种运动平台结构不复杂，便于控制，可用于多自由度的自动化装置或机器人操作手。
附图I为本发明的一个实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。附图I所示为本发明的一个实施例，一种位置和姿态解耦的双并联六自由度运动平台，包括静平台O、动平台7及第一 第六直线缸I 6，第一直线缸I、第二直线缸2、第三直线缸3的一端分别用球副Sp S2, S3连接静平台O，另一端分别用球副S1(l、S8、S6连接动平台7，之后，动平台7与静平台O之间又通过一个球副S4直接连接；而第四直线缸4、第五直线缸5、第六直线缸6的一端分别用球副S9、S7、S5连接动平台7，其中，第四直线缸4、第五直线缸5的另一端分别用球副Sn、S12连接第六直线缸6的另一端的缸体或伸出杆，而操作器就固定在第六直线缸6的另一端的缸体或伸出杆的外伸端P。动平台7上的六个球副可在一个平面，也可不在一个平面；六只直线缸可以是汽缸，也可以是油压缸或电动缸。同时，六只直线缸两端的任一个球副，均可用二自由度的万向节替代。 控制六只直线缸，即可获得操作器的三维平移和三维转动输出，其中，第——第三直线控制动平台的姿态，第四直线缸 第六直线缸三 者控制动平台的位置。该平台易求得操作器位置运动学正反解，且与姿态解耦，控制容易，可作为变姿态灵活、承载大、刚度好的新型并联机床或机器人等自动化装备的执行机构。
权利要求
1.一种位置和姿态解耦的双并联六自由度运动平台，包括静平台(O)、动平台(7)及六只直线缸，其特征在于三只直线缸的两端分别用球副连接动平台(7)与静平台(O)后，动平台(7)与静平台(O)之间又通过一个球副直接连接；而另三只直线缸的一端分别用球副连接动平台(7)，其中，两只直线缸的另一端分别用球副连接第三只直线缸另一端的的缸体或伸出杆，而操作器固定在第三只直线缸另一端的的缸体或伸出杆的外伸端(P)。
2.按权利要求I所述的位置和姿态解耦的双并联六自由度运动平台，其特征在于所述的动平台(7)上的六个球副可在一个平面，也可不在一个平面；所述的六只直线缸为汽缸或油压缸或电动缸。
3.按权利要求书I所述的位置和姿态解耦的双并联六自由度运动平台，其特征在于六只直线缸两端的任一个球副，均可用二自由度的万向节替代。
全文摘要
一种位置和姿态解耦的双并联六自由度运动平台，包括静平台(0)、动平台(7)及六只直线缸，三只直线缸的两端分别用球副连接动平台(7)与静平台(0)后，动平台(7)与静平台(0)之间又通过一个球副直接连接；另三只直线缸的一端分别用球副连接动平台(7)，其中，两只直线缸的另一端分别用球副连接第三只直线缸的缸体或伸出杆，而操作器固定在第三只直线缸的缸体或伸出杆的外伸端(P)；六只直线缸可以是汽缸、油压缸、电动缸，控制六只直线缸，即可获得操作器的位置和姿态，二者解耦且输入输出部分解析。这种运动平台结构不复杂，便于控制，可用于多自由度的自动化装置或机器人操作手。
文档编号B25J9/00GK102814812SQ20121032349
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者沈惠平, 黄涛, 邓嘉鸣, 王振, 孟庆梅, 杨廷力 申请人:常州大学