一种三同轴二维转动一维平动并联机构制造技术

本发明专利技术提供一种三同轴二维转动一维平动并联机构，包括驱动轴、动平台、随动保持机构；所述驱动轴与所述动平台通过两条不同的支链连接，其中一条约束支链含有两个平行四边形机构，另一条支链含有一个平行四边形机构，所述随动保持机构与有约束支链所构成的平行四边形机构相关联，实现动平台始终垂直于随动轴对称中线，以保持动平台固定的姿态，动平台的局部转动自由度采用带传动结构实现。本发明专利技术的有益效果是运动方式明确，刚度大且可靠性高，降低了成本，动平台运动灵活，易实现高速、高精度抓放，适用于复杂的抓放环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人，特别是涉及一种机器人的三同轴二维平动一维转动并联机构。
技术介绍
并联机构特别适合于高速物流生产线上物料的分拣、搬运和抓放等操作，因此在食品、医药、电子等行业得到普遍应用。美国专利US20090019960A1和欧洲专利EP1084802B1公开了一种可实现三维平动一维转动的并联机构，包括四个主动支链和一个动平台，每条支链包括近架杆和远架杆两部分。上述机构的不足之处在于：动平台尺寸较大，对于点对点的操作，其结构较为复杂。中国专利CN1589191A和CN2511447Y公开了一种二自由度平动并联机构，是由机架、动平台、过渡件和支链组成。上述机构的不足之处在于：其近架杆的驱动分别由安装在机架两端的电机驱动，运动部件的惯性较大且机架所占空间大；由于大量应用平行四边形机构，使得机构整体结构复杂、臃肿；动平台灵活度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种设计结构简单、紧凑，动平台灵活性好，力传递效果好，使用寿命长，高速、高精度、高刚度的三同轴二维转动一维平动并联机构。本专利技术的技术方案是：一种三同轴二维平动一维转动并联机构，包括驱动轴、动平台、随动保持机构；所述驱动轴与所述动平台通过两条不同的支链连接，其中一条约束支链含有两个平行四边形机构，另一条支链含有一个平行四边形机构，所述随动保持机构与有约束支链所构成的平行四边形机构相关联，实现动平台始终垂直于随动轴对称中线，以保持动平台固定的姿态，动平台的局部转动自由度采用带传动结构实现。优选的，所述驱动轴设有三个，并且采用嵌套式结构，通过轴承支撑实现三个驱动轴之间的相对转动。优选的，所述并联机构的约束结构包括第一约束杆、第二约束杆、约束接头，第一约束杆一端与随动保持机构由转动副连接，另一端与约束接头由转动副连接；第二约束杆一端与约束接头由转动副连接，另一端与动平台由转动连接。优选的，所述并联机构还包括主动臂、连接轴、从动臂连杆，两主动臂驱动端与驱动轴通过涨紧套连接，另一端与连接轴由转动副连接。从动臂连杆为平行四边形机构，由从动臂约束架作为支撑，其一端与连接轴由转动副连接，另一端与动平台由转动副连接。优选的，所述驱动轴上固定设有驱动带轮，且在有约束一端的连接轴上与动平台末端分别固定设有带轮，从而通过O型带传动实现动平台末端的转动自由度。优选的，所述随动保持机构由随动轴、保持架以及连架杆组成，随动轴与第一约束杆由转动副连接，并过盈安装在与驱动轴固接的轴承上，保持架与随动轴上的导向孔构成移动副连接，连架杆一端与主动臂由转动副连接，另一端与保持架由转动副连接。本专利技术具有的优点和积极效果是：1)机构整体采取卧式布局，三个驱动轴采用嵌套式结构，通过轴承支撑，实现三个驱动轴之间的相对转动，互不干涉。2)单一支链采用第一约束杆与第二约束杆，进一步简化机构。3)所述随动保持机构，在并联机构工作过程中，与有约束支链平行四边形机构相关联，保持动平台具有固定的姿态。4)动平台局部转动自由度采用带传动结构，结构简单，易于实现。避免动平台末端因局部转动自由度的引入结构变复杂。5)除保持架与随动轴采用移动副连接外，其余所有部件间均采用转动副连接，最大程度的避免了移动副链接时的受力不均匀，摩擦力大，使用寿命短的不足。附图说明图1是本专利技术实施例1的结构示意图。图2为随动保持机构的结构示意图。图中：1-驱动轴，2-主动臂，3-随动保持机构，4-第一约束杆，5-O型带，6-带轮，7-约束接头，8-连接轴，9-从动臂约束架，10-第二约束杆，11、12-从动臂连杆，13-动平台，14-随动轴，15-连架杆，16-保持架。具体实施方式实施例1下面结合附图对本专利技术做详细说明。本专利技术公开了一种三同轴二维平动一维转动并联机构，包括驱动轴1、动平台13、随动保持机构3，所述驱动轴1与所述动平台13通过两条不同的支链连接，其中一条支链含有两个平行四边形机构，另一条支链含有一个平行四边形机构。所述随动保持机构3与有约束支链所构成的平行四边形机构相关联，实现动平台13始终垂直于随动轴对称中线，以保持动平台13固定的姿态。第一约束杆4一端与随动保持机构3由转动副连接，另一端与约束接头7由转动副连接；第二约束杆10一端与约束接头7由转动副连接，另一端与动平台13由转动8连接。两主动臂2驱动端与驱动轴1通过涨紧套连接，另一端与连接轴8由转动副连接。从动臂连杆11、12为平行四边形机构，由从动臂约束架9作为支撑，其一端与连接轴8由转动副连接，另一端与动平台13由转动副连接。所述驱动轴1上固定设有驱动带轮，且在有约束一端的连接轴8上与动平台13末端固定设有带轮6，从而通过O型带5传动实现动平台2末端的一个转动自由度。所述随动保持机构3由随动轴14、保持架16以及连架杆15组成，随动轴14与第一约束杆4由转动副连接，并过盈安装在与驱动轴固接的轴承上，保持架16与随动轴14上的导向孔构成移动副连接，连架杆15一端与主动臂2由转动副连接，另一端与保持架16由转动副连接。本实施例整体结构紧凑，巧妙运用平行四边形原理，利用随动保持机构使动平台保持一定姿态，并利用带传动实现动平台局部转动，结构简单，易于实现。本专利技术运动方式明确，刚度大且可靠性高，降低了成本，动平台运动灵活，易实现高速、高精度抓放，适用于复杂的抓放环境。以上对本专利技术的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本专利技术申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利技术的专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三同轴二维转动一维平动并联机构，其特征在于：包括驱动轴、动平台、随动保持机构；所述驱动轴与所述动平台通过两条不同的支链连接，其中一条约束支链含有两个平行四边形机构，另一条支链含有一个平行四边形机构，所述随动保持机构与有约束支链所构成的平行四边形机构相关联，实现动平台始终垂直于随动轴对称中线，以保持动平台固定的姿态，动平台的局部转动自由度采用带传动结构实现。

【技术特征摘要】
1.一种三同轴二维转动一维平动并联机构，其特征在于：包括驱动轴、动平台、随
动保持机构；所述驱动轴与所述动平台通过两条不同的支链连接，其中一条约束支链含
有两个平行四边形机构，另一条支链含有一个平行四边形机构，所述随动保持机构与有
约束支链所构成的平行四边形机构相关联，实现动平台始终垂直于随动轴对称中线，以
保持动平台固定的姿态，动平台的局部转动自由度采用带传动结构实现。
2.根据权利要求1所述的一种三同轴二维转动一维平动并联机构，其特征在于：所
述驱动轴设有三个，并且采用嵌套式结构，通过轴承支撑实现三个驱动轴之间的相对转
动。
3.根据权利要求1所述的一种三同轴二维转动一维平动并联机构，其特征在于：所
述并联机构的约束结构包括第一约束杆、第二约束杆、约束接头，第一约束杆一端与随
动保持机构由转动副连接，另一端与约束接头由转动副连接；第二约束杆一端与约束接
头由转动副连接，另一端与动平台由转动连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅江平，
申请(专利权)人：梅江平，
类型：发明
国别省市：天津;12