一种完全解耦的两模式3T1R并联机构及其工作方法技术

本发明专利技术公开的一种完全解耦的两模式3T1R并联机构及其工作方法，属于机器人技术领域。包括动平台、定平台、第一支链、第二支链、第三支链和第四支链；每个驱动副均控制动平台的一个独立的运动，容易实现对机构的控制。多模式机构在工作时，可能需要变换运动模式，完全解耦的机构结构，使得运动模式变换较容易实施，便于机构运动模式的变换，提升了多模式机构的实用性，并且在两种运动模式下，机构均具有完全解耦的特性，提升了完成不同工作任务的可控性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种完全解耦的两模式3T1R并联机构及其工作方法


[0001]本专利技术属于机器人
，具体涉及一种完全解耦的两模式3T1R并联机构及其工作方法。

技术介绍

[0002]并联机器人机构为空间多自由度多环闭链形式。自上世纪八十年代以来，并联机构因其具有刚度高、承载能力大、累积误差小、动态特性好、结构紧凑等特点而在虚拟轴机床、微动操作台、运动模拟器以及多维力传感器等行业领域获得广泛应用，并联机构具有2、3、4、5或6个自由度，目前，对6个自由度并联机构的研究较为全面和深入，但并联机构自由度的减少将使得机构结构更为简单，制造和控制成本相对较低，故在满足预期工作要求的情况下，少自由度并联机器人有其独特的优势。
[0003]现有的完全解耦的具有3T1R运动模式的机构构型十分少见。多模式并联机构需要使用辅助驱动副实现机构运动模式的变换，目前现有多模式机构的辅助驱动副多数情况下安置在运动构件上，造成机构动态性能降低。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种完全解耦的两模式3T1R并联机构及其工作方法，运动模式变换容易控制，实用性高，在两种运动模式下，机构均具有完全解耦的特性，提升了完成不同工作任务的可控性。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术公开了一种完全解耦的两模式3T1R并联机构，包括动平台、定平台、第一支链、第二支链、第三支链和第四支链；
[0007]第一支链包括依次连接的第十一移动副、第一连杆、第十二移动副、第二连杆、第十三移动副、第三连杆、第十四转动副、第四连杆和第十五转动副；第十一移动副与定平台连接，第十五转动副与动平台连接；
[0008]第二支链包括依次连接的第二十一移动副、第五连杆、第二十二移动副、第六连杆、第二十三移动副、第七连杆、第二十四转动副、第八连杆和第二十五转动副；第二十一移动副与定平台连接，第二十五转动副与动平台连接；
[0009]第三支链包括依次连接的第三十一移动副、第十三连杆、第三十二移动副、第十二连杆、第三十三移动副、第十一连杆、第三十四转动副、第十连杆和第三十五转动副；第三十一移动副与定平台连接，第三十五转动副与动平台连接；
[0010]第四支链包括第四十一转动副、第四十四转动副和第四十七移动副，第四十一转动副和第四十四转动副分别与定平台连接，第四十七移动副与动平台连接；第四十一转动副连接有第十七连杆，第十七连杆连接有第四十二转动副，第四十二转动副连接有第十六连杆，第十六连杆连接有第四十三转动副，第四十三转动副连接有第十八连杆，第十八连杆与第四十四转动副连接；同时第十六连杆依次连接有第四十五移动副、第十五连杆、第四十
六移动副和第十四连杆，第十四连杆与第四十七移动副连接。
[0011]优选地，第十一移动副、第二十一移动副、第三十一移动副、第四十一转动副和第四十四转动副上均设有驱动电机。
[0012]优选地，第十一移动副、第二十二移动副、第三十二移动副和第四十五移动副方向相同。
[0013]优选地，第十二移动副、第二十一移动副、第三十三移动副和第四十七移动副方向相同。
[0014]优选地，第十三移动副、第二十三移动副、第三十一移动副和第四十六移动副方向相同。
[0015]优选地，第十四转动副、第二十五转动副、第三十四转动副、第四十二转动副和第四十四转动副方向相同。
[0016]优选地，第十五转动副、第二十四转动副、第三十五转动副、第四十一转动副和第四十三转动副方向相同。
[0017]本专利技术公开的上述完全解耦的两模式3T1R并联机构的工作方法，包括：
[0018]运动模式一：锁定第四十四转动副、第十一移动副、第二十一移动副和第三十一移动副，驱动第四十一转动副转动，机构具有三维移动和平行于X轴的转动自由度；
[0019]运动模式二：锁定第四十一转动副、第十一移动副、第二十一移动副和第三十一移动副，驱动第四十四转动副转动，机构具有三维移动和平行于Y轴的转动自由度。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0021]多模式并联机构需要在约束奇异位型下，实现运动模式的变换，因而在模式变换时，需要控制驱动，实现机构准确运动到精确位型下。完全解耦的并联机构，控制简单，因而具有完全解耦运动特性的多模式机构，较现有多模式机构，具有容易控制驱动副实现运动模式变换的特点。
[0022]本专利技术公开的一种完全解耦的两模式3T1R并联机构，每个驱动副均控制动平台的一个独立的运动，容易实现对机构的控制。多模式机构在工作时，可能需要变换运动模式，完全解耦的机构结构，使得运动模式变换较容易实施，便于机构运动模式的变换，提升了多模式机构的实用性，并且在两种运动模式下，机构均具有完全解耦的特性，提升了完成不同工作任务的可控性。
[0023]本专利技术公开的上述完全解耦的两模式3T1R并联机构的工作方法，运动模式变换容易控制，实用性高，在两种运动模式下，机构均具有完全解耦的特性，提升了完成不同工作任务的可控性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的系统整体结构示意图；
[0025]图2为本专利技术的系统运动模式一的位型示意图；
[0026]图3为本专利技术的系统运动模式二的位型示意图。
[0027]图中：1
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第一连杆，2
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第二连杆，3
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第三连杆，4
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第四连杆，5
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第五连杆，6
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第六连杆，7
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第七连杆，8
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第八连杆，9
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动平台，10
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第十连杆，11
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第十一连杆，12
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第十二连杆，13
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第十三连杆，14
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第十四连杆，15
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第十五连杆，16
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第十六连杆，17
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第十七连杆，18
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第十八
连杆，19
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定平台，P11
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第十一移动副，P12
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第十二移动副，P13
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第十三移动副，R14
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第十四转动副，R15
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第十五转动副，P21
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第二十一移动副，P22
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第二十二移动副，P23
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第二十三移动副，R24
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第二十四转动副，R25
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第二十五转动副，P31
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第三十一移动副，P32
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第三十二移动副，P33
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第三十三移动副，R34
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第三十四转动副，R35
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第三十五转动副，R41
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第四十一转动副，R42
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种完全解耦的两模式3T1R并联机构，其特征在于，包括动平台(9)、定平台(19)、第一支链、第二支链、第三支链和第四支链；第一支链包括依次连接的第十一移动副(P11)、第一连杆(1)、第十二移动副(P12)、第二连杆(2)、第十三移动副(P13)、第三连杆(3)、第十四转动副(R14)、第四连杆(4)和第十五转动副(R15)；第十一移动副(P11)与定平台(19)连接，第十五转动副(R15)与动平台(9)连接；第二支链包括依次连接的第二十一移动副(P21)、第五连杆(5)、第二十二移动副(P22)、第六连杆(6)、第二十三移动副(P23)、第七连杆(7)、第二十四转动副(R24)、第八连杆(8)和第二十五转动副(R25)；第二十一移动副(P21)与定平台(19)连接，第二十五转动副(R25)与动平台(9)连接；第三支链包括依次连接的第三十一移动副(P31)、第十三连杆(13)、第三十二移动副(P32)、第十二连杆(12)、第三十三移动副(P33)、第十一连杆(11)、第三十四转动副(R34)、第十连杆(10)和第三十五转动副(R35)；第三十一移动副(P31)与定平台(19)连接，第三十五转动副(R35)与动平台(9)连接；第四支链包括第四十一转动副(R41)、第四十四转动副(R44)和第四十七移动副(P47)，第四十一转动副(R41)和第四十四转动副(R44)分别与定平台(19)连接，第四十七移动副(P47)与动平台(9)连接；第四十一转动副(R41)连接有第十七连杆(17)，第十七连杆(17)连接有第四十二转动副(R42)，第四十二转动副(R42)连接有第十六连杆(16)，第十六连杆(16)连接有第四十三转动副(R43)，第四十三转动副(R43)连接有第十八连杆(18)，第十八连杆(18)与第四十四转动副(R44)连接；同时第十六连杆(16)依次连接有第四十五移动副(P45)、第十五连杆(15)、第四十六移动副(P46)和第十四连杆(14)，第十四连杆(14)与第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯召堂，殷尊，吕一楠，吴晓俊，孟永乐，高磊，高延忠，李佼佼，孙璞杰，林琳，朱婷，吕游，张福祥，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：