具有两种1R1T运动模式的并联机构的制作方法

本发明属于机器人技术领域，涉及一种具有两种1r1t运动模式的并联机构。

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。

本发明具有两种1r1t运动模式的3pup型并联机构较少见，目前现有的3pup型机构具有1r1t(1转动1移动)和1t1h(1移动1螺旋运动)两种运动模式。对这类并联机构构型的拓展，设计具有含有闭环运动链的具有多模式并联机构时具有一定应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有两种1r1t运动模式的并联机构，具有刚度高、精确度高及灵巧性强的特点。

本发明所采用的技术方案是，具有两种1r1t运动模式的并联机构，包括呈等腰直角三角形的动平台和呈等腰直角三角形的定平台，动平台和定平台之间分别通过第一支链、第二支链和第三支链连接，第一支链、第二支链和第三支链两两相互平行。

本发明的其他特点还在于，

第一支链包括与定平台连接的移动副p11，移动副p11依次连接有第一连杆、转动副r12、第二连杆、移动副p13、第三连杆和转动副r14、转动副r14连接动平台。

移动副p11的轴线、转动副r12的轴线和移动副p13的轴线两两垂直，移动副p13的轴线与转动副r14的轴线平行。

第二支链包括与定平台连接的移动副p21、移动副p21依次连接有第四连杆、转动副r22、第五连杆、移动副p23、第六连杆和转动副r24，转动副r24连接动平台。

移动副p21的轴线、转动副r22的轴线和移动副p23的轴线两两垂直，移动副p23的轴线与转动副r24的轴线平行。

第三支链包括与定平台连接的移动副p31、移动副p31依次连接有第七连杆、转动副r32、第八连杆、移动副p33、第九连杆和转动副r34，转动副r34连接动平台。

移动副p31的轴线、转动副r32的轴线和移动副p33的轴线两两垂直，移动副p33的轴线与转动副r34的轴线平行。

本发明的有益效果是，具有两种1r1t运动模式的并联机构，两种1r1t运动模式移动方向相同，转动方向不同，不仅结构简单稳定，而且具有刚度高、精确度高及灵巧性强的特点。

附图说明

图1是本发明的具有两种1r1t运动模式的并联机构的结构示意图；

图2是本发明的具有两种1r1t运动模式的并联机构的第一种1r1t运动模式位形图；

图3是本发明的具有两种1r1t运动模式的并联机构的第二种1r1t运动模式位形图。

图中，1.第一连杆，2.第二连杆，3.第三连杆，4.第四连杆，5.第五连杆，6.第六连杆，7.第七连杆，8.第八连杆，9.第九连杆，10.动平台，11.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。

本发明的具有两种1r1t运动模式的并联机构，如图1所示，包括呈等腰直角三角形的动平台10和呈等腰直角三角形的定平台11，动平台10和定平台11之间分别通过第一支链、第二支链和第三支链连接，第一支链、第二支链和第三支链之间两两相互平行。

第一支链包括与定平台11连接的移动副p11，移动副p11依次连接有第一连杆1、转动副r12、第二连杆2、移动副p13、第三连杆3和转动副r14、转动副r14连接动平台10。

移动副p11的轴线、转动副r12的轴线和移动副p13的轴线两两垂直，移动副p13的轴线与转动副r14的轴线平行，移动副p11上连接有驱动电机。

第二支链包括与定平台11连接的移动副p21、移动副p21依次连接有第四连杆4、转动副r22、第五连杆5、移动副p23、第六连杆6和转动副r24，转动副r24连接动平台10。

移动副p21的轴线、转动副r22的轴线和移动副p23的轴线两两垂直，移动副p23的轴线与转动副r24的轴线平行，移动副p21上连接有驱动电机。

第三支链包括与定平台11连接的移动副p31、移动副p31依次连接有第七连杆7、转动副r32、第八连杆8、移动副p33、第九连杆9和转动副r34，转动副r34连接动平台10。

移动副p31的轴线、转动副r32的轴线和移动副p33的轴线两两垂直，移动副p33的轴线与转动副r34的轴线平行，移动副p31上连接有驱动电机。

本发明的具有两种1r1t运动模式的并联机构，在图1所示机构位形下，具有2r1t(2转动1移动)运动模式，移动方向为z轴，两个转动轴线为b1b3轴线和b2b3轴线，机构在该位形下的2r1t(2转动1移动)运动模式是瞬时的。

在图1所示位形下，锁定p21，p31，控制p11沿z轴正向移动，带动各支链中的运动副运动，可使得动平台绕b2b3轴线转动，机构变为图2所示位形。在此机构位形下，机构具有1r1t运动模式，移动轴线沿z轴，转动轴线为b2b3轴线。

当机构进入图2所示机构位形后，控制p11和p21的上下移动，带动各支链中的运动副运动，可控制机构沿z轴的移动和绕b2b3轴线的转动。

在图1所示位形下，锁定p11，控制p21向上移动，控制p31向下移动，可使得动平台绕b1b3轴线转动，机构变为图3所示位形。在此机构位形下，机构具有1r1t运动模式，移动轴线沿z轴，转动轴线为b1b3轴线。

当机构进入图3所示机构位形后，控制p11和p21的上下移动，带动各支链中的运动副运动，可控制机构沿z轴的移动和绕b1b3轴线的转动。

p31上配置的驱动副为辅助驱动副，只在图1所示变换位形下工作。

本发明的具有两种1r1t运动模式的并联机构，两种1r1t运动模式移动方向相同，转动方向不同，不仅结构简单稳定，而且具有刚度高、精确度高及灵巧性强的特点。

技术特征：

技术总结
本发明公开的具有两种1R1T运动模式的并联机构，包括呈等腰直角三角形的动平台和呈等腰直角三角形的定平台，动平台和定平台之间分别通过第一支链、第二支链和第三支链连接，所述第一支链、第二支链和第三支链连接两两相互平行。本发明公开的两种1R1T运动模式移动方向相同，转动方向不同，不仅结构简单稳定，而且具有刚度高、精确度高及灵巧性强的特点。

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：2018.08.16
技术公布日：2018.11.13