一种三平移一转动并联机器人平台操作手的制作方法
【专利摘要】一种三平移一转动并联机器人平台操作手，包含动平台(1)、静平台(0)、两条相同的混合型第I支链、第Ⅱ支链，和两条无约束型S?S?R或S?P?S支链，混合型第I支链中的第一个4R平行四边形(abcd)的短边杆一(2)，与机架(0)以转动副一(R11)连接，其短边杆二(3)也为第二个4R平行四边形(ehgf)的短边杆；而第二个4R平行四边形(ehgf)的短边杆三(4)，与动平台(1)以转动副二(R12)连接，且转动副一(R11)与转动副二(R12)的轴线均平行于动平台(1)平面的法线；混合型第Ⅱ支链的结构与混合型第I支链相同，且其上的转动副三(R22)与转动副四(R21)的轴线也平行于动平台(1)平面的法线。该种操作手的耦合度低(k＝1)、结构简单、制造容易。
【专利说明】
一种三平移一转动并联机器人平台操作手
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操作手，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操作手，包含动平台(1)、静平台(0)、两条相同的混合型第I支链、第Π支链，和两条无约束型S-S-R或S-P-S支链，其特征是:混合型第I支链中的第一个4R平行四边形(abed)的短边杆一(2)，与机架(O)以转动副一(Rn)连接，其短边杆二 (3)也为第二个4R平行四边形(ehgf)的短边杆;而第二个4R平行四边形(ehgf)的短边杆三(4 )，与动平台(I)以转动副二 (R12)连接，且转动副一 (R11)与转动副二(R12)的轴线均平行于动平台(I)平面的法线；混合型第Π支链的结构与混合型第I支链相同，且其上的转动副三(R22)与转动副四(R21)的轴线也平行于动平台(I)平面的法线；同时，动平台(I)再用两条无约束型S-S-R或S-P-S支链与静平台(O)连接；
[0005]同时，动平台(I)上的两个球副可以重合为一个二重球副；
[0006]进一步，每条支链上与静平台(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操作手，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】
[0007]附图1为本发明的实施例之一的结构简图示意图。
[0008]附图2为本发明的实施例之二的结构简图示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。
[0010]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:一种三平移一转动并联机器人平台操作手，包含动平台1、静平台0，以及两条相同的混合型第I支链、第Π支链，和两条无约束型S-S-R支链，混合型第I支链中的第一个4R平行四边形abed的短边杆一 2，与机架O以转动副一 Rn连接，其短边杆二 3也为第二个4R平行四边形ehgf的短边杆;而第二个4R平行四边形ehgf的短边杆三4，与动平台I以转动副二R12连接，且转动副一Rn与转动副二R12的轴线均平行于动平台I平面的法线;混合型第Π支链的结构与混合型第I支链相同，且其上的转动副三R22与转动副四R21的轴线也平行于动平台I平面的法线；同时，动平台I再用无约束型S1-S2-R31支链、S3-S4-R4^静平台O连接；
[0011]附图2所示的并联机构可为本发明的实施例之二，动平台I上的两个球副可以重合为一个二重球副Si (S3)。
[0012]该机构具有4个自由度，当与静平台O联接的四个转动副Rn、R21、R41、R31为驱动时，就可使动平台I实现三维平移及绕动平台I上转动副二 R12轴线的一维转动输出；且当依次固定一个、两个、三个驱动副时，该装置就分别成为三自由度、二自由度、单自由度的三平移一转动并联机器人，其独立输出运动数目分别为三、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操作手，包含动平台(1)、静平台(O)，以及两条相同的混合型第I支链、第Π支链，和两条无约束型S-S-R或S-P-S支链，其特征是:混合型第I支链中的第一个4R平行四边形(abed)的短边杆一 (2)，与机架(O)以转动副一 (Rn)连接，其短边杆二( 3)也为第二个4R平行四边形(ehgf)的短边杆;而第二个4R平行四边形(ehgf)的短边杆三(4)，与动平台(I)以转动副二(R I2)连接，且转动副一(Rn)与转动副二(Ri2)的轴线均平行于动平台(I)平面的法线；混合型第Π支链的结构与混合型第I支链相同，且其上的转动副三(R22)与转动副四(R21)的轴线也平行于动平台(I)平面的法线；同时，动平台(I)再用两条无约束型S-S-R或S-P-S支链与静平台(O)连接。2.按权利要求1所述的三平移一转动并联机器人平台操作手，其特征在于:动平台(I)上的两个球副可以重合为一个二重球副。3.按权利要求1或2所述的三平移一转动并联机器人平台操作手，其特征在于:每条支链上与静平台(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操作手，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】B25J9/00GK106002936SQ201610402568
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】沈惠平, 杨廷力, 孟庆梅, 邓嘉鸣, 李家宇
【申请人】常州大学