一種(2t)&3r五自由度解耦混聯機構的制作方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本發明屬于機器人領域，特別涉及一種空間解耦混聯機構。
【背景技術】
[0002]混聯機器人同時兼具串聯機器人工作空間大、易控制，并聯器人結構穩定、剛度大、誤差積累少、動態性能好、易求得運動學反解等各自的優點，同時又能避免單純串、并聯構型缺點，在現代制造業中更具有實用性
[0003]由于混聯機器人包涵并聯結構，并聯機構存在運動耦合性強的問題。混聯機器人耦合性的存在使得機構在機構設計、計算分析和運動控制等方面存在著諸多問題。因此，為簡化混聯機器人的控制過程，提高混聯機構的解耦性已經成為機構學研究領域的熱點問題。
[0004]在五自由度混聯機器人研究中，FANUC公司的FANUC Robot MiA/6s是在3平移Delta機構的動平臺上，再串聯IR構成的4D0F混聯機器人FANUC Robot Μ?Α/6Α機器人是在3平移Delta機構的動平臺上再串聯3R的擺動頭構成的6D0F混聯機器人。對于混聯機構的解耦性研究取得一些進展，例如，中國專利文獻CN102085660A提出一種三自由度解耦混聯機器人由一個轉動副串接一個二自由度平面并聯機構構成，運動完全解耦。中國專利文獻CN102120205A提出了一種單噴槍噴涂五軸混聯機器人，該機構不僅編程容易，制造及控制精度也易提高，完全解耦。上述發明機構還沒有能夠實現三轉兩移的混聯機構，解耦性也沒有很好解決。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種結構簡單、易于控制、運動解耦的兩移三轉五自由度混聯機器人。其主要由一個兩分支并聯機構(2T)和串接在并聯機構連接其上端的三個轉動頭3R組成(2T)&3R混聯機構。兩分支并聯機構由底平臺、動平臺、以及連接動平臺和底平臺的兩個分支組成；分支一由一個移動副和一個平行四邊形鉸鏈以及二個軸線互相平行轉動副組成；分支二由兩個中心線相互垂直的移動副和一個轉動副組成；分支三由三個軸線相互垂直的轉動副組成。
[0006]分支一由一個移動副和一個平行四邊形鉸鏈以及二個軸線互相平行轉動副組成，第一個連桿的一端通過移動副與底平臺連接，該連桿的另一端與平行四邊形鉸鏈連接，平行四邊形鉸鏈的另一端與第二個連桿連接，第二個連桿另一端通過轉動副與第三個連桿連接，第三個連桿另一端通過轉動副與動平臺連接。分支二由兩個中心線相互垂直移動副和一個轉動副組成，第一個連桿的一端通過移動副與動平臺連接且方向垂直于定平臺，該第一個連桿的另一端通過移動副與第二個連桿連接，該第二個連桿的另一端通過轉動副與動平臺連接，兩移動方向相互垂直；分支三由動平臺串接三個軸線互相垂直的轉動副組成。第一個連桿通過轉動副與動平臺連接，第一連桿另一端通過轉動副與第二個連桿連接，第二個連桿另一端通過轉動副與機構末端連接。
[0007]本發明與現有技術相比具有如下優點:
[0008]1、結構簡單，運動副都是低副，裝配簡單，可以降低制造成本；
[0009]2、實現了空間兩個移動自由度和三個轉動自由度解耦。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的立體示意簡圖。
[0011 ] 圖2整體示意結構簡圖。
【具體實施方式】
[0012]在圖2所示的一種兩移三轉五自由度解耦空間混聯機構示意圖中，并聯機構分支一中第一連桿3的一端通過移動副2與底平臺上導軌I連接，第一連桿的另一端與平行四邊形鉸鏈4連接，平行四邊形鉸鏈另一端通過轉動副6與第二個連桿7連接，連桿另一端通過轉動副8與動平臺9連接；分支二支鏈第一連桿11的一端通過移動副10與底平臺連接，第一連桿的另一端通過移動副12與連桿13連接，連桿另一端通過轉動副14與動平臺9連接；與動平臺串接的分支三中第一個連桿16 —端通過轉動副15與動平臺連接，連桿另一端通過轉動副15與第二個連桿18連接，第二個連桿另一端通過轉動副19與機構末端連接。
[0013]分支一中的移動副2中心線平行于底平面，轉動副6、8的軸線互相平行與移動動副4的軸線方向平行且平行于底平面，平行四邊形鉸鏈軸線平行于移動副2中心線；分支二中移動副10中心線垂直于底平面平行，移動副12中心線平行于底平面且平行于移動副2中心線和轉動副6、8軸線，垂直于移動副10中心線。轉動副14軸線平行于底平面垂直于移動副10、12中心線，垂直于轉動副6、8軸線；與動平臺串接的分支三中轉動副15軸線垂直于動平臺，轉動副17軸線垂直于轉動副14、15軸線。轉動副19軸線分別垂直于轉動副
15、17軸線。
【主權項】
1.一種兩移三轉五自由度解耦混聯機構，其主要包括一個兩分支并聯機構和連接在并聯機構上端的串接分支三組成，兩分支并聯機構由底平臺、動平臺、以及連接動平臺和底平臺的兩個分支組成。其特征在于:分支一由一個移動副和一個平行四邊形鉸鏈以及二個軸線互相平行轉動副組成，第一個連桿的一端通過移動副與底平臺連接，該連桿的另一端與平行四邊形鉸鏈連接，平行四邊形鉸鏈的另一端與第二個連桿連接，第二個連桿另一端通過轉動副與第三個連桿連接，第三個連桿另一端通過轉動副與動平臺連接；分支二由兩個移動副和一個轉動副組成，第一個連桿的一端通過移動副與動平臺連接，該第一個連桿的另一端通過移動副與第二個連桿連接，該第二個連桿的另一端通過轉動副與動平臺連接，兩移動方向相互垂直；分支三由動平臺串接三個軸線互相垂直的轉動副組成。第一個連桿通過轉動副與動平臺連接，第一連桿另一端通過轉動副與第二個連桿連接，第二個連桿另一端通過轉動副與機構末端連接。
【專利摘要】本發明屬于機器人領域，特別涉及一種空間解耦混聯機構。主要由一個兩分支并聯機構(2T)和串接在并聯機構連接其上端的三個轉動頭3R組成(2T)&3R混聯機構。兩分支并聯機構由底平臺、動平臺、以及連接動平臺和底平臺的兩個分支組成；分支一由一個移動副和一個平行四邊形鉸鏈以及二個軸線互相平行轉動副組成；分支二由兩個中心線相互垂直的移動副和一個轉動副組成；分支三由三個軸線相互垂直的轉動副組成；本發明結構簡單，剛性好，操作空間大、運動解耦，易于控制。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105619378
【申請號】CN201410625132
【發明人】曹毅, 秦友蕾, 陳海, 曹浩峰, 李可
【申請人】江南大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月7日