一种部分解耦的RPR并联机构的制作方法

本发明属于机器人领域，涉及一种部分解耦的rpr并联机构。

背景技术：

并联机器人机构为空间多自由度多环闭链形式。自上世纪八十年代以来，并联机构因其具有刚度高、承载能力大、累积误差小、动态特性好、结构紧凑等特点而在虚拟轴机床、微动操作台、运动模拟器以及多维力传感器等行业领域获得广泛应用。并联机构具有2、3、4、5或6个自由度，目前，对6个自由度并联机构的研究较为全面和深入，但并联机构自由度的减少将使得机构结构更为简单，制造和控制成本相对较低，故在满足预期工作要求的情况下，少自由度并联机器人有其独特的优势。目前部分解耦的rpr并联机构较少，这类型并联机构在并联机床领域具有一定的应用前景。部分解耦的rpr并联机构具有运动学求解简单，动力学分析、轨迹规划和机构的控制相对简单。目前，关于rpr型并联机构的解耦设计方面的研究并不多见。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种部分解耦的rpr并联机构，解决了现有并联机构存在运动耦合，不易进行运动学分析和动力学分析的问题，从而便于对机构进行控制。

本发明所采用的技术方案是，一种部分解耦的rpr并联机构，包括定平台和动平台，定平台分别通过三条支链与动平台连接，定平台由分别位于x轴方向上的a1、a2和一般位置的a3组成，动平台的b1、b2和b3所在的轴线分别位于为z、x和y轴方向上。

本发明的其他特点还在于，

第一条支链包括与定平台中的a1点连接的转动副r11，转动副r11连接连杆a的一端，连杆a的另一端连接移动副p12的一端，移动副p12的另一端连接连杆b的一端，连杆b的另一端通过转轴r13连接动平台上的b1点。

第二条支链包括与定平台中的a2点连接的转动副r21，转动副r21连接连杆c的一端，连杆c的另一端连接移动副p22的一端，移动副p22的另一端连接连杆d的一端，连杆d的另一端连接转动副r23的一端，转动副r23的另一端连接连杆e的一端，连杆e的另一端连接移动副p24的一端，移动副p24的另一端与动平台上的b2点连接。

转动副r21连接有驱动电机。

第三条支链包括与定平台中的a3点连接的转动副r31，转动副r31连接连杆f的一端，连杆f的另一端连接在转动副r32上，转动副r32还与连杆g的一端连接，连杆g的另一端连接转动副r33，转动副r33还与连杆h的一端连接，连杆h连接移动副p34，移动副p34还连接连杆i的一端，连杆i的另一端连接移动副p35的一端，移动副p35的另一端连接连杆k的一端，连杆k的另一端连接移动副p36的一端，移动副p36的另一端连接平台11上的b3点。

转动副r31连接有驱动电机。

本发明的有益效果是，一种部分解耦的rpr并联机构，运动解耦、运动学、动力学、轨迹规划等问题较强耦合并联机构简单，容易控制，结构简单稳定。

附图说明

图1是本发明的一种部分解耦的rpr并联机构的结构示意图。

图中，1.连杆a，2.连杆b，3.连杆c，4.连杆d，5.连杆e，6.连杆f，7.连杆g，8.连杆h，9.连杆i，10.连杆k，11.动平台，12.定平台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的一种部分解耦的rpr并联机构，包括定平台12和动平台11，定平台12分别通过三条支链与动平台11连接。

定平台12由分别位于x轴方向上的a1、a2，和一般位置a3组成，动平台11的b1、b2和b3所在的轴线分别位于为z、x和y轴方向上。

第一条支链包括与定平台12中的a1点连接转动副r11，转动副r11连接连杆a1的一端，连杆a1的另一端连接移动副p12的一端，移动副p12的另一端连接连杆b2的一端，连杆b2的另一端通过转轴r13连接动平台上的b1点。

第二条支链包括与定平台12中的a2点连接转动副r21，转动副r21连接连杆c3的一端，连杆c3的另一端连接移动副p22的一端，移动副p22的另一端连接连杆d4的一端，连杆d4的另一端连接转动副r23的一端，转动副r23的另一端连接连杆e5的一端，连杆e5的另一端连接移动副p24的一端，移动副p24的另一端与动平台上的b2点连接。

第三条支链包括与定平台12中的a3点连接转动副r31，转动副r31连接连杆f6的一端，连杆f6的另一端连接在转动副r32上，转动副r32还与连杆g7的一端连接，连杆g7的另一端连接转动副r33，转动副r33还与连杆h8的一端连接，连杆h8连接移动副p34，移动副p34还连接连杆i9的一端，连杆i9的另一端连接移动副p35的一端，移动副p35的另一端连接连杆k10的一端，连杆k10的另一端连接移动副p36的一端，移动副p36的另一端连接动平台11上的b3点。

支链1中的移动副p12上连接有电机驱动的液压装置。

支链2中的转动副r21连接有驱动电机。

支链3中的转动副r31连接有驱动电机。

本发明的一种部分解耦的rpr并联机构的工作原理是，第一条支链中的移动副p12通过液压装置及进行驱动；第二条支链中的转动副r21设置电机，作为转动驱动副；第三条支链中的转动副r31，设置电机，作为转动驱动副。

锁定转动副r21、r31，控制p12，可实现动平台11沿p12移动方向的移动。锁定p12和r31，可实现动平台11沿动平台x轴方向的转动。锁定p12和r21，可实现动平台11沿动平台y轴方向的转动。动平台的移动输出的方向与转动副r21和移动副p12有关，动平台的移动绝对距离只与移动副p12有关，移动的方向只与转动副r21有关，动平台11的转动输出，使用xyz欧拉角表示时，沿动平台11x轴的转动角度只与驱动副r21有关，沿动平台11y轴的转动角度只与第三支链中的转动副r31的转角有关。

技术特征：

技术总结
本发明公开的一种部分解耦的RPR并联机构，包括定平台和动平台，定平台分别通过三条支链与动平台连接。定平台由分别位于X轴方向上的A1、A2和一般位置的A3组成，动平台的B1、B2和B3所在的轴线分别位于为Z、X和Y轴方向上。本发明公开的一种部分解耦的RPR并联机构，运动解耦、运动学、动力学、轨迹规划等问题较强耦合并联机构简单，容易控制，结构简单稳定。

技术研发人员：刘伟
受保护的技术使用者：西安工程大学
技术研发日：2018.07.16
技术公布日：2018.11.30