一种三平移一转动并联机器人平台机械手的制作方法
【专利摘要】一种三平移一转动并联机器人平台机械手，包含动平台(1)、静平台(0)，以及相同的混合型支链I、支链II，主动杆一(2)的一端与球副平行四边形的短边杆一固定，另一端与机架(0)以转动副一(R11)连接，短边杆二(3)的延伸端，与连杆一(9)的一端以转动副二(R23)连接；连杆二(8)的两端分别以转动副三(R22)、转动副四(R21)连接连杆一(9)的另一端与机架(0)，其中，转动副一(R11)与转动副四(R21)的轴线垂直；同时，连杆三(4)的一端与短边杆二(3)以转动副五(R12)连接，连杆三(4)的另一端与连杆四(5)的一端以转动副六(R13)连接，而连杆四(5)的另一端又和动平台(1)以转动副七(R14)连接，且转动副五(R12)与转动副六(R13)的轴线平行，但与转动副七(R14)的轴线垂直，转动副七(R14)的轴线平行于动平台(1)的法线。
【专利说明】
一种三平移一转动并联机器人平台机械手
技术领域
[0001]本发明涉及一种三平移一转动并联机器人平台机械手，为机器人操作手等提供一个新型的三平移一转动并联操作手。
【背景技术】
[0002]并联结构的操作手，特别是实现空间三平移功能的Delta操作手，已在高速抓放、定位装配、搬运、分拣、上下料等工艺上发挥了很好的作用；而具有三平移一转动功能的并联操作手，在需要调整工件角度姿态的场合下，更是不可缺少。为此，1988年R.Clavel在三平移De I ta操作手的基础上，再串联一条R-U-P-U-R支链或S-P-S支链，构成了一个具有三平移一转动功能的混联操作手;2003年杨廷力申请的专利200310106012.4，提出了一组5个三平移一转动并联机构，但没有研制样机;2000后Pierrot等相继发明了H4、I4、Par4系列的四自由度SCARA型(即三平移一转动)操作手，黄田教授开发了四自由度三平移一转动的Cross-1V型高速搬运机器人;而专利201210435375.1提出了一种单平台实现三平移一转动的并联机构，并研制了样机。但上述这些机构结构复杂，机构耦合度k均较大(k = 2)，这使得机构的运动学正解和动力学求解十分困难，从而影响了其开发与应用。因此，实现三平移一转动功能的新型结构都需要发展，需要创造出优于现有机构的新机型。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是要克服现有技术的不足，而提供一类新的三平移一转动并联机器人操作手，它们具有刚性好、结构较简单、易于精密加工;运动学正解和动力学求解比较容易等优点。
[0004]本发明提供的一种三平移一转动并联机器人平台机械手，包含动平台(1)、静平台
(O)，以及混合型支链1、混合型支链II，混合型支链I中，主动杆一(2)的一端与球副平行四边形(S1S2S3S4)的短边杆一固定，主动杆一 (2)的另一端与机架(O)以转动副一 (Rn)连接，球副平行四边形的短边杆二 (3)的延伸端，与连杆一 (9)的一端以转动副二 (R23)连接;连杆二
(8)的两端分别以转动副三(R22)、转动副四(R21)连接连杆一 (9)的另一端与机架(O)，其中，转动副一(Rn)与转动副四(R21)的轴线垂直；同时，连杆三(4)的一端与短边杆二(3)以转动副五(R12)连接，连杆三(4)的另一端与连杆四(5)的一端以转动副六(R13)连接，而连杆四
[5]的另一端又和动平台(I)以转动副七(R14)连接，且转动副五(R12)与转动副六(R13)的轴线平行，但与转动副七(R14)的轴线垂直，转动副七(R14)的轴线平行于动平台(I)的法线;混合型支链II的结构与混合型支链I相同，且其上的转动副八(R44)的轴线也平行于动平台(I)的法线；同时，转动副九(R4I)的轴线与混合型支链I中的转动副一(Rn)不平行。
[0005]两条混合型支链上与静平台(O)联接的四个转动副为驱动副，可以用移动副来替代;且当依次固定一个、两个、三个驱动副时，该装置就成为三自由度、二自由度、单自由度的三平移一转动并联机器人平台机械手，其独立输出运动数目为三、二、一，其它的运动为派生运动。
【附图说明】
[0006]附图1为本发明的实施例之一的结构简图示意图。
【具体实施方式】
[0007]下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。
[0008]附图1所示的并联机构可为本发明的实施例之一，其技术方案是这样的:包含动平台1、静平台0，以及混合型支链1、混合型支链II，混合型支链I中，主动杆一2的一端与球副平行四边形S1S2S3S4的短边杆一固定，主动杆一 2的另一端与机架O以转动副一 Rn连接，球副平行四边形的短边杆二 3的延伸端，与连杆一 9的一端以转动副二 R23连接;连杆二 8的两端分别以转动副三R22、转动副四R2 i连接连杆一9的另一端与机架O，其中，转动副一 R1 i与转动副四R2I的轴线垂直；同时，连杆三4的一端与短边杆二3以转动副五R12连接，连杆三4的另一端与连杆四5的一端以转动副六R13连接，而连杆四5的另一端又和动平台I以转动副七仏4连接，且转动副五R12与转动副六R13的轴线平行，但与转动副七仏4的轴线垂直，而转动副七R14的轴线平行于动平台I的法线；混合型支链II的结构与混合型支链I相同，且其上的转动副八R44的轴线也平行于动平台I的法线；同时，转动副九R4I的轴线与混合型支链I中的转动副一Rn垂直。
[0009]进一步，两条混合型支链上与静平台O联接的四个转动副为驱动副，可以用移动副来替代;且当依次固定一个、两个、三个驱动副时，该装置就成为三自由度、二自由度、单自由度的三平移一转动并联机器人平台机械手，其独立输出运动数目为三、二、一，其它的运动为派生运动。
【主权项】
1.一种三平移一转动并联机器人平台机械手，包含动平台(1)、静平台(O)，以及混合型支链1、混合型支链II，其特征是:混合型支链I中，主动杆一(2)的一端与球副平行四边形(S1S2S3S4)的短边杆一固定，主动杆一(2)的另一端与机架(O)以转动副一(Rn)连接，球副平行四边形的短边杆二 (3)的延伸端，与连杆一 (9)的一端以转动副二 (R23)连接;连杆二 (8)的两端分别以转动副三(R22)、转动副四(R21)连接连杆一(9)的另一端与机架(O)，其中，转动副一(Rn)与转动副四(R21)的轴线垂直；同时，连杆三⑷的一端与短边杆二⑶以转动副五(Ri2)连接，连杆三(4)的另一端与连杆四(5)的一端以转动副六(R13)连接，而连杆四(5)的另一端又和动平台(I)以转动副七(R14)连接，且转动副五(R12)与转动副六(R13)的轴线平行，但与转动副七(R14)的轴线垂直，转动副七(R14)的轴线平行于动平台(I)的法线；混合型支链II的结构与混合型支链I相同，且其上的转动副八(R44)的轴线也平行于动平台(I)的法线；同时，转动副九(R41)的轴线与混合型支链I中的转动副一 (Rn)不平行。2.按权利要求1所述的三平移一转动并联机器人平台机械手，其特征在于:两条混合型支链上与静平台(O)联接的四个转动副为驱动副，可以用移动副来替代;且当依次固定一个、两个、三个驱动副时，该装置就成为三自由度、二自由度、单自由度的三平移一转动并联机器人平台机械手，其独立输出运动数目为三、二、一，其它的运动为派生运动。
【文档编号】B25J9/08GK105922247SQ201610404955
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】沈惠平, 杨廷力, 李云峰, 尹洪贺
【申请人】常州大学