具有运动学冗余驱动的并联机构制造技术

一种空间并联机构，包括平台。三个或更多个支腿配置为从底座或基底延伸到平台，每个支腿都具有远侧连杆、提供围绕远侧旋转轴线的一个旋转自由度(DOF)的一个或多个远侧接头，该远侧接头将远侧连杆的远侧端部连接到平台。近侧接头在远侧连杆的近侧端部处提供至少两个旋转DOF。接头连杆组件在近侧接头与底座或基底之间向每个所述支腿提供多个DOF。三个支腿的远侧旋转轴线彼此平行。的远侧旋转轴线彼此平行。的远侧旋转轴线彼此平行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有运动学冗余驱动的并联机构
[0001]相关申请的引证
[0002]本申请要求2018年3月6日提交的美国专利申请第62/814,526号的优先权，其通过引证结合于此。


[0003]本公开属于并联机构的领域，例如在机器人机构、运动模拟系统、飞行模拟运动平台和用于娱乐设施的运动平台中使用的那些并联机构。

技术介绍

[0004]可以发现在诸如机器人、运动模拟器和高精度定位装置的许多领域中应用六自由度(6
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DOF)空间并联机构(SPM)，这是由于其高有效载荷能力和高定位精度的特性。并联机构的问题是其运动范围受到限制，特别是它的旋转运动范围受到限制。例如，在飞行模拟设施中，平台所需的有效载荷非常大，于是机构的运动学结构必须使得关键连杆仅承受张力/压力。具有这些特征的这种类型的运动学结构很少，并且该运动学结构通常具有受到限制的旋转运动范围。此外，考虑特定的并联机构，通过按比例放大该机构，通常可以使平移运动范围更大。然而，按比例放大对通常受到运动学奇点的限制的旋转运动范围没有影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种新颖的在具有运动学冗余驱动的并联机构。
[0006]本专利技术的目的是提供一种克服现有技术的缺点的并联机构。
[0007]本专利技术的再一个目的是提供一种具有增加的旋转工作空间的新颖的多自由度并联机构。
[0008]因此，根据本公开的第一方面，提供了一种空间并联机构，其包括：平台；至少三个支腿，该至少三个支腿配置为从底座或基底延伸到平台，每个支腿都包括远侧连杆、至少一个远侧接头、近侧接头、接头连杆组件，其中，至少一个远侧接头提供围绕远侧旋转轴线的一个旋转自由度(DOF)，至少一个远侧接头将远侧连杆的远侧端部连接到平台，近侧接头在远侧连杆的近侧端部处提供至少两个旋转DOF，接头连杆组件在近侧接头和底座或基底之间向每个所述支腿提供多个DOF；其中，三个支腿的远侧旋转轴线彼此平行。
[0009]进一步根据第一方面，每个所述支腿中的近侧接头和至少一个远侧接头是被动接头。
[0010]更进一步根据第一方面，接头连杆组件包括驱动接头(actuated joint，致动接头，被驱动或致动的接头)。
[0011]更进一步根据第一方面，至少一个远侧接头是单个回转接头。
[0012]更进一步根据第一方面，近侧接头是球形接头。
[0013]更进一步根据第一方面，对于支腿中的至少两个支腿，提供围绕远侧旋转轴线的一个旋转DOF的至少一个远侧接头是提供一个旋转DOF的四杆机构的一部分。
[0014]更进一步根据第一方面，支腿中的至少两个支腿的四杆机构分别支撑指状部，这些指状部之间的距离通过驱动支腿的运动而变化。
[0015]更进一步根据第一方面，接头连杆组件取自由R(RR
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RRR)、RRR、(3
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CPR)、(3
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RPS)、(3
‑
RPS)组成的组。
[0016]更进一步根据第一方面，接头组件的最近侧接头的旋转轴线相对于底座的平面成π的角度。
[0017]更进一步根据第一方面，对于每个所述支腿，接头连杆组件是相同的。
[0018]根据第二方面，提供了一种空间并联机构，其包括：平台；至少三个支腿，该至少三个支腿配置为从底座或基底延伸到平台，每个支腿都包括远侧连杆、至少一个远侧接头、近侧接头、接头连杆组件，其中至少一个远侧接头提供相对于远侧平移方向的一个平移自由度(DOF)，至少一个远侧接头将远侧连杆的远侧端部连接到平台，近侧接头在远侧连杆的近侧端部处提供至少两个旋转DOF，接头连杆组件在近侧接头和底座或基底之间向每个所述支腿提供多个DOF；并且其中，至少三个支腿的远侧平移方向是共面的。
[0019]进一步根据第二方面，每个所述支腿中的近侧接头和至少一个远侧接头是被动接头。
[0020]更进一步根据第二方面，接头连杆组件包括驱动接头。
[0021]更进一步根据第二方面，至少一个远侧接头是棱柱接头。
[0022]更进一步根据第二方面，近侧接头是球形接头。
[0023]更进一步根据第二方面，接头连杆组件取自由RRR、R(RR
‑
RRR)、(3
‑
CPR)、(3
‑
CPR)、(3
‑
RPS)组成的组。
[0024]更进一步根据第二方面，接头组件的最近侧接头的旋转轴线相对于底座的平面成π的角度。
[0025]更进一步根据第二方面，对于每个所述支腿，接头连杆组件是相同的。
[0026]根据第三方面，提供了一种夹具机构，其包括：平台；至少三个支腿，该至少三个支腿从底座或基底延伸到平台，每个支腿都包括远侧连杆、近侧接头、接头连杆组件、至少一个远侧接头，其中近侧接头在远侧连杆的近侧端部处提供至少两个旋转DOF，接头连杆组件在近侧接头和底座或基底之间向每个所述支腿提供多个DOF，至少一个远侧接头提供围绕远侧旋转轴线的一个旋转自由度(DOF)，该至少一个远侧接头将远侧连杆的远侧端部连接到平台，三个支腿的远侧旋转轴线彼此平行；其中，对于支腿中的至少两个支腿，提供围绕远侧旋转轴线的一个旋转DOF的至少一个远侧接头是提供一个旋转DOF的四杆机构的一部分；并且其中，支腿中的至少两个支腿的四杆机构分别支撑指状部，其中指状部之间的距离可通过驱动支腿的运动而变化。
[0027]进一步根据第三方面，每个所述支腿中的近侧接头和至少一个远侧接头是被动接头。
[0028]更进一步根据第三方面，接头连杆组件包括驱动接头。
[0029]更进一步根据第三方面，近侧接头是球形接头。
[0030]更进一步根据第三方面，接头连杆组件取自由R(RR
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RRR)、RRR、(3
‑
CPR)、(3
‑
RPS)、(3
‑
RPS)组成的组。
[0031]更进一步根据第三方面，对于每个所述支腿，接头连杆组件是相同的。
[0032]更进一步根据第三方面，四杆机构共用平台连杆。
[0033]更进一步根据第三方面，四杆机构具有将平台连杆连接到相应远侧连杆的附加连杆。
[0034]更进一步根据第三方面，在至少一个四杆机构中，附加连杆延伸超过平台连杆并且枢转地支撑指状部连杆，该指状部连杆支撑所述指状部。
[0035]更进一步根据第三方面，在至少一个四杆机构中，附加连杆具有V形形状并且枢转地支撑指状部连杆，该指状部连杆支撑所述指状部。
[0036]更进一步根据第三方面，接头组件的最近侧接头的旋转轴线相对于底座的平面成π的角度。
附图说明
[0037]现在将参考附图描述本专利技术的优选实施方式，在附图中：
[0038]图1是根据本公开的实施方式的具有运动学冗余驱动的空间并联机构的立体图；
[0039]图2是图1的空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种空间并联机构，包括：平台；至少三个支腿，配置为从底座或基底延伸到所述平台，每个所述支腿都包括：远侧连杆，至少一个远侧接头，提供围绕远侧旋转轴线的一个旋转自由度(DOF)，所述至少一个远侧接头将所述远侧连杆的远侧端部连接到所述平台，近侧接头，所述近侧接头在所述远侧连杆的近侧端部处提供至少两个旋转DOF，以及接头连杆组件，在所述近侧接头与所述底座或基底之间向每个所述支腿提供多个DOF；其中，所述三个支腿的所述远侧旋转轴线彼此平行。2.根据权利要求1所述的空间并联机构，其中，每个所述支腿中的所述至少一个远侧接头和所述近侧接头是被动接头。3.根据权利要求2所述的空间并联机构，其中，所述接头连杆组件包括驱动接头。4.根据权利要求1所述的空间并联机构，其中，所述至少一个远侧接头是单个回转接头。5.根据权利要求1至4中任一项所述的空间并联机构，其中，所述近侧接头是球形接头。6.根据权利要求1所述的空间并联机构，其中，对于所述支腿中的至少两个支腿而言，提供围绕远侧旋转轴线的一个旋转DOF的所述至少一个远侧接头是提供所述一个旋转DOF的四杆机构的一部分。7.根据权利要求6所述的空间并联机构，其中，所述支腿中的至少两个支腿的四杆机构分别支撑指状部，其中这些指状部之间的距离能通过驱动所述支腿运动而变化。8.根据权利要求1至7中任一项所述的空间并联机构，其中，所述接头连杆组件取自由R(RR
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RRR)、RRR、(3
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CPR)、(3
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RPS)、(3
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RPS)组成的组。9.根据权利要求8所述的空间并联机构，其中，接头组件的最近侧接头的旋转轴线相对于所述底座的平面成π的角度。10.根据权利要求1至9中任一项所述的空间并联机构，其中，对于每个所述支腿，所述接头连杆组件是相同的。11.一种空间并联机构，包括：平台；至少三个支腿，配置为从底座或基底延伸到所述平台，每个所述支腿都包括：远侧连杆，至少一个远侧接头，提供相对于远侧平移方向的一个平移自由度(DOF)，所述至少一个远侧接头将所述远侧连杆的远侧端部连接到所述平台，近侧接头，在所述远侧连杆的近侧端部处提供至少两个旋转DOF，以及接头连杆组件，以在所述近侧接头与所述底座或基底之间向每个所述支腿提供多个DOF；并且其中，所述至少三个支腿的所述远侧平移方向轴线是共面的。12.根据权利要求11所述的空间并联机构，其中，每个所述支腿中的所述至少一个远侧接头和所述近侧接头是被动接头。13.根据权利要求12所述的空间并联机构，其中，所述接头连杆组件包括驱动接头。
14.根据权利要求11所述的空间并联机构，其中，所述至少一个远侧接头是棱柱接头。15.根据权利要求11至14中任一项所述的空间并联机构，其中，所述近侧接头是球形接头。16.根据权利要求11至15中任一项所述的空间并联机...

【专利技术属性】
技术研发人员：克莱门特，
申请(专利权)人：拉瓦尔大学，
类型：发明
国别省市：