CN202556405U - 一种含rprpr闭环子链的六自由度并联机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种含RPRPR闭环子链的六自由度并联机构，包括第一RPRPR闭环子链、第二RPRPR闭环子链、第三RPRPR闭环子链以及执行机构子链。所述第一RPRPR闭环子链、第二RPRPR闭环子链和第三RPRPR闭环子链在同一平面内，第一RPRPR闭环子链可控制第一转台运动，第二RPRPR闭环子链可控制第二转台运动，第三RPRPR闭环子链可控制第三转台运动，第一转台、第二转台和第三转台的运动可实现动平台的空间运动。本实用新型通过三个闭环子链来控制三个转台在平面的运动，从而实现动平台的六自由度运动，具有结构紧凑控制简单的优点，且所有主动杆都连接在机架上，机构运动惯量小，动力学性能好。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人领域，特别是一种含RPRPR闭环子链的六自由度并联机构。
背景技术
并联机构和传统的串联机构相比较，具有以下特点：无累积误差，精度较高；驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好；结构紧凑，刚度高，承载能力大；完全对称的并联机构具有较好的各向同性。由于并联机构本身就比较复杂，如果分支再含有闭环的话，其机构将会更加复杂，所以一般来说，对称的、分支不含闭环的并联机构才会具有最典型的性质，但是如果闭环应用的恰当，并联机构的性能将会更加卓越，如著名的delta机构。另外，现有的并联机构，其支链受连接方式的限制，一般只有一个主动杆连接在固结在机架上的驱动上，这样的话多自由度并联机构为实现其运动就需要多条支链或采取支链上串联多个主动杆的方式，而多条支链的并联机构结构复杂控制困难，支链上串联多个主动杆会影响并联机构的运动性能。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种含RPRPR闭环子链的六自由度并联机构，解决传统并联机构一条支链多个驱动不能同时连接在机架上的缺点。
本实用新型通过以下技术方案达到上述目的：一种含RPRPR闭环子链的六自由度并联机构，包括第一RPRPR闭环子链、第二RPRPR闭环子链、第三RPRPR闭环子链和执行机构子链。
所述第一RPRPR闭环子链由第一主动杆、第二主动杆、第一连杆、第二连杆及机架连接而成，第一主动杆一端通过第一转动副连接到机架上，第一主动杆另一端通过第一移动副与第一连杆连接，第一连杆另一端通过第二转动副与第二连杆连接，第二连杆另一端通过第二移动副与第二主动杆连接，第二主动杆另一端通过第三转动副与机架连接，第一主动杆和第二主动杆运动带动第一连杆和第二连杆运动可控制第一转台在第一RPRPR闭环子链所在平面内的运动。
所述第二RPRPR闭环子链由第三主动杆、第四主动杆、第三连杆、第四连杆及机架连接而成，第三主动杆一端通过第四转动副连接到机架上，第三主动杆另一端通过第三移动副与第三连杆连接，第三连杆另一端通过第五转动副与第四连杆连接，第四连杆另一端通过第四移动副与第四主动杆连接，第四主动杆另一端通过第六转动副与机架连接，第三主动杆和第四主动杆运动带动第三连杆和第四连杆运动可控制第二转台在第二RPRPR闭环子链所在平面内的运动。
所述第三RPRPR闭环子链由第五主动杆、第六主动杆、第五连杆、第六连杆及机架连接而成，第五主动杆一端通过第七转动副连接到机架上，第五主动杆另一端通过第五移动副与第五连杆连接，第五连杆另一端通过第八转动副与第六连杆连接，第六连杆另一端通过第六移动副与第六主动杆连接，第六主动杆另一端通过第九转动副与机架连接，第五主动杆和第六主动杆运动带动第五连杆和第六连杆运动可控制第三转台在第三RPRPR闭环子链所在平面内的运动。
所述执行机构子链由第一转台、第二转台、第三转台、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第一虎克铰、第二虎克铰、第三虎克铰及动平台连接而成，第一转台通过第二转动副与第一连杆连接，第一转台通过第十转动副与第七连杆连接，第七连杆另一端通过第十一转动副与第一虎克铰连接，第一虎克铰通过第十二转动副与动平台连接，第二转台通过第五转动副与第三连杆连接，第二转台通过第十三转动副与第八连杆连接，第八连杆另一端通过第十四转动副与第二虎克铰连接，第二虎克铰通过第十五转动副与动平台连接，第三转台通过第八转动副与第五连杆连接，第三转台通过第十六转动副与第九连杆连接，第九连杆另一端通过第十七转动副与第三虎克铰连接，第三虎克铰通过第十八转动副与动平台连接。第一转台、第二转台和第三转台在各自的运动空间的运动可实现动平台的空间六自由度运动。
本实用新型的突出优点在于：
1、通过闭环子链控制机构的运动，机构支链可有多个主动杆连接在机架上；
2、所有主动杆都连接在机架上，杆件做成轻杆，机构运动惯量小，动力学性能好；
3、通过在动平台上安装各种不同用途的末端执行器，本机构可应用到抓取、搬运、码垛、装配、切割等工作中。
附图说明
图1为本实用新型所述一种含RPRPR闭环子链的六自由度并联机构的第一结构示意图。
图2为本实用新型所述一种含RPRPR闭环子链的六自由度并联机构的第二结构示意图。
图3为本实用新型所述一种含RPRPR闭环子链的六自由度并联机构的第三结构示意图。
图4为本实用新型所述一种含RPRPR闭环子链的六自由度并联机构的第四结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
对照图1、图2、图3和图4，一种含RPRPR闭环子链的六自由度并联机构，包括第一RPRPR闭环子链、第二RPRPR闭环子链、第三RPRPR闭环子链和执行机构子链。
所述第一RPRPR闭环子链由第一主动杆3、第二主动杆9、第一连杆5、第二连杆7及机架1连接而成，第一主动杆3一端通过第一转动副42连接到机架1上，第一主动杆3另一端通过第一移动副4与第一连杆5连接，第一连杆5另一端通过第二转动副43与第二连杆7连接，第二连杆7另一端通过第二移动副8与第二主动杆9连接，第二主动杆9另一端通过第三转动副44与机架1连接，第一主动杆3和第二主动杆9运动带动第一连杆5和第二连杆7运动可实现对第一转台6在第一RPRPR闭环子链所在平面的运动空间内精确定位。
所述第二RPRPR闭环子链由第三主动杆12、第四主动杆18、第三连杆14、第四连杆16及机架1连接而成，第三主动杆12一端通过第四转动副45连接到机架1上，第三主动杆12另一端通过第三移动副13与第三连杆14连接，第三连杆14另一端通过第五转动副46与第四连杆16连接，第四连杆16另一端通过第四移动副17与第四主动杆18连接，第四主动杆18另一端通过第六转动副47与机架1连接，第三主动杆12和第四主动杆18运动带动第三连杆14和第四连杆16运动可实现对第二转台15在第二RPRPR闭环子链所在平面的运动空间内精确定位。
所述第三RPRPR闭环子链由第五主动杆21、第六主动杆27、第五连杆23、第六连杆25及机架1连接而成，第五主动杆21一端通过第七转动副48连接到机架1上，第五主动杆21另一端通过第五移动副22与第五连杆23连接，第五连杆23另一端通过第八转动副49与第六连杆25连接，第六连杆25另一端通过第六移动副26与第六主动杆27连接，第六主动杆25另一端通过第九转动副50与机架1连接，第五主动杆21和第六主动杆27运动带动第五连杆23和第六连杆25运动可实现对第三转台24在第三RPRPR闭环子链所在平面的运动空间内精确定位。
所述执行机构子链由第一转台6、第二转台15、第三转台24、第七连杆29、第八连杆33、第九连杆37、第一虎克铰32、第二虎克铰36、第三虎克铰40及动平台41连接而成，第一转台6通过第二转动副43与第一连杆5连接，第一转台6通过第十转动副51与第七连杆29连接，第七连杆29另一端通过第十一转动副30与第一虎克铰32连接，第一虎克铰32通过第十二转动副31与动平台41连接，第二转台15通过第五转动副46与第三连杆14连接，第二转台15通过第十三转动副53与第八连杆33连接，第八连杆33另一端通过第十四转动副34与第二虎克铰36连接，第二虎克铰36通过第十五转动副35与动平台41连接，第三转台24通过第八转动副49与第五连杆23连接，第三转台24通过第十六转动副52与第九连杆37连接，第九连杆37另一端通过第十七转动副38与第三虎克铰40连接，第三虎克铰40通过第十八转动副39与动平台41连接。
对照图1、图2、图3和图4，第一转台6、第二转台15和第三转台24在各自的运动空间的运动可实现动平台41的空间六自由度运动。
Claims (1)
1.一种含RPRPR闭环子链的六自由度并联机构，包括第一RPRPR闭环子链、第二RPRPR闭环子链、第三RPRPR闭环子链和执行机构子链，其结构和连接方式为：
所述第一RPRPR闭环子链由第一主动杆、第二主动杆、第一连杆、第二连杆及机架连接而成，第一主动杆一端通过第一转动副连接到机架上，第一主动杆另一端通过第一移动副与第一连杆连接，第一连杆另一端通过第二转动副与第二连杆连接，第二连杆另一端通过第二移动副与第二主动杆连接，第二主动杆另一端通过第三转动副与机架连接，
所述第二RPRPR闭环子链由第三主动杆、第四主动杆、第三连杆、第四连杆及机架连接而成，第三主动杆一端通过第四转动副连接到机架上，第三主动杆另一端通过第三移动副与第三连杆连接，第三连杆另一端通过第五转动副与第四连杆连接，第四连杆另一端通过第四移动副与第四主动杆连接，第四主动杆另一端通过第六转动副与机架连接，
所述第三RPRPR闭环子链由第五主动杆、第六主动杆、第五连杆、第六连杆及机架连接而成，第五主动杆一端通过第七转动副连接到机架上，第五主动杆另一端通过第五移动副与第五连杆连接，第五连杆另一端通过第八转动副与第六连杆连接，第六连杆另一端通过第六移动副与第六主动杆连接，第六主动杆另一端通过第九转动副与机架连接，
所述执行机构子链由第一转台、第二转台、第三转台、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第一虎克铰、第二虎克铰、第三虎克铰及动平台连接而成，第一转台通过第二转动副与第一连杆连接，第一转台通过第十转动副与第七连杆连接，第七连杆另一端通过第十一转动副与第一虎克铰连接，第一虎克铰通过第十二转动副与动平台连接，第二转台通过第五转动副与第三连杆连接，第二转台通过第十三转动副与第八连杆连接，第八连杆另一端通过第十四转动副与第二虎克铰连接，第二虎克铰通过第十五转动副与动平台连接，第三转台通过第八转动副与第五连杆连接，第三转台通过第十六转动副与第九连杆连接，第九连杆另一端通过第十七转动副与第三虎克铰连接，第三虎克铰通过第十八转动副与动平台连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102601785A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-07-25 | 广西大学 | 一种含rprpr闭环子链的六自由度并联机构 |
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2012
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