3-sps/sps三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构的制作方法
专利名称：3-sps/sps三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构的制作方法
技术领域：
本发明属于机器人领域，特别涉及一种并联机器人。
背景技术：
并联机器人由于其刚度高、精度高、承载能力强、动态性能好等特点，国内外对多自由度并联机器人机构学研究与应用较多的是基于Delta机构演化为代表的3分支并联机构和3自由度球面机构，专家学者对其普遍关注。在这种6自由度机构的基础上，一些学者提出了一些少自由度的机构，包括
1-PS-3-SPS机构，即在3-SPS机构的上下平台间添加一个由移动副P和球副S组成的支柱，这种机构的自由度为4 ;也有一些学者提出了 3-SPS/S机构机构，这里中间支柱与基座固定、通过S副与上平台连接，这种机构的自由度为3，并对这两种机构也进行了较全面的理论分析，同时也提出了很多实际应用方案，包括仿生功能，工程应用以及康复机器人等。但是目前提出的基于3-SPS机构的少自由度机构存在工作空间较小，调整范围有限的弊端。发明内容本发明的目的在于提供一种结构简单、刚度大、承载能力大、可实现大范围调姿调位的3-SPS/SPS三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构。本发明主要包括一个正三角形的下平台即基座、一个正三角形的上平台即动平台以及连接这两个平台的结构完全相同的三个SPS分支和一个SPS中间支柱，其中，三个SPS分支均位于三角形上下平台的三角顶端，SPS中间支柱位于上下平台的正中心，三个SPS分支和SPS中间支柱均是由2个球副、I个移动副和将它们连接在一起的2根连杆组成，每个分支和中间支柱的一端均通过球副与下平台连接，该球副通过连杆与移动副连接，该移动副通过连杆与球副连接，每个分支和中间支柱的另一端均通过该球副与上平台连接，上平台和下平台上的4个球副分别共面。驱动电机分别安装在上述三个SPS分支的移动副上，SPS中间支柱的一个球副和移动副可以进行调整和锁紧，通过线性电机驱动三个分支中的移动副，可实现上平台的三维运动。本发明与现有技术相比具有如下优点1、结构简单、刚度大、承载能力大。2、具有6自由度，在运动时有较大的姿态空间。3、在对球铰进行优化后，上平台可实现大范围调姿调位功能。4、工作时，根据工作目标调整中间的支柱的一个球副和移动副到适当位置，锁住此位置，仅需3个驱动就能得到想要得到的位置和姿态。
图1是本发明的立体示意简图。
具体实施例方式在图1所示的3-SPS/SPS三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构的示意图中，下平台I和上平台7通过4个分支相连，其中三个外围SPS分支和一个SPS中间支柱结构完全相同，三个SPS分支均位于三角形上、下平台的顶点，SPS中间支柱位于上、下平台的正中心，每个分支和中间支柱的一端均通过球副2与下平台连接，该球副通过连杆3与移动副4连接，该移动副通过连杆5与球副6连接，每个分支和中间支柱均通过该球副与上平台连接，上平台和下平台上的4个球副分别共面。驱动电机分别安装在上述三个SPS分支的移动副上，SPS中间支柱的一个球副和移动副可以进行调整和锁紧，通过线性电机驱动三个SPS分支中的移动副，可实现上平台的三维运动。
权利要求
1.一种3-SPS/SPS三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构，其主要包括一个正三角形的下平台、一个正三角形的上平台以及连接这两个平台的结构完全相同的3个SPS分支和一个SPS中间支柱，其特征在于其3个SPS分支均位于三角形上下平台的三角顶端， SPS中间支柱位于上下平台的正中心，3个SPS分支和SPS中间支柱均是由2个球副、I个移动副和将它们连接在一起的2根连杆组成，每个分支和中间支柱的一端均通过球副与下平台连接，该球副通过连杆与移动副连接，该移动副通过连杆与球副连接，每个分支和中间支柱的另一端均通过该球副与上平台连接，上平台和下平台上的4个球副分别共面。
2.根据权利要求1所述的一种3-SPS/SPS三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构， 其特征在于驱动电机分别安装在上述3个SPS分支的移动副上。
全文摘要
一种3-SPS/SPS三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构，其主要包括一个正三角形的下平台、一个正三角形的上平台以及连接这两个平台的结构完全相同的三个SPS分支和一个SPS中间支柱，其中，三个SPS分支均位于三角形上下平台的三角顶端，SPS中间支柱位于上下平台的正中心，三个SPS分支和SPS中间支柱均是由2个球副、1个移动副和将它们连接在一起的2根连杆组成，每个分支和中间支柱的一端均通过球副与下平台连接，该球副通过连杆与移动副连接，该移动副通过连杆与球副连接，每个分支和中间支柱的另一端均通过该球副与上平台连接，上平台和下平台上的4个球副分别共面。本发明结构简单、承载能力大、能够实现更大范围内的调姿调位功能。
文档编号B25J9/00GK103042521SQ20121057107
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者李艳文, 王鲁敏, 李莉, 马艳艳 申请人:燕山大学
技术领域：
本发明属于机器人领域，特别涉及一种并联机器人。
背景技术：
并联机器人由于其刚度高、精度高、承载能力强、动态性能好等特点，国内外对多自由度并联机器人机构学研究与应用较多的是基于Delta机构演化为代表的3分支并联机构和3自由度球面机构，专家学者对其普遍关注。在这种6自由度机构的基础上，一些学者提出了一些少自由度的机构，包括
1-PS-3-SPS机构，即在3-SPS机构的上下平台间添加一个由移动副P和球副S组成的支柱，这种机构的自由度为4 ;也有一些学者提出了 3-SPS/S机构机构，这里中间支柱与基座固定、通过S副与上平台连接，这种机构的自由度为3，并对这两种机构也进行了较全面的理论分析，同时也提出了很多实际应用方案，包括仿生功能，工程应用以及康复机器人等。但是目前提出的基于3-SPS机构的少自由度机构存在工作空间较小，调整范围有限的弊端。发明内容本发明的目的在于提供一种结构简单、刚度大、承载能力大、可实现大范围调姿调位的3-SPS/SPS三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构。本发明主要包括一个正三角形的下平台即基座、一个正三角形的上平台即动平台以及连接这两个平台的结构完全相同的三个SPS分支和一个SPS中间支柱，其中，三个SPS分支均位于三角形上下平台的三角顶端，SPS中间支柱位于上下平台的正中心，三个SPS分支和SPS中间支柱均是由2个球副、I个移动副和将它们连接在一起的2根连杆组成，每个分支和中间支柱的一端均通过球副与下平台连接，该球副通过连杆与移动副连接，该移动副通过连杆与球副连接，每个分支和中间支柱的另一端均通过该球副与上平台连接，上平台和下平台上的4个球副分别共面。驱动电机分别安装在上述三个SPS分支的移动副上，SPS中间支柱的一个球副和移动副可以进行调整和锁紧，通过线性电机驱动三个分支中的移动副，可实现上平台的三维运动。本发明与现有技术相比具有如下优点1、结构简单、刚度大、承载能力大。2、具有6自由度，在运动时有较大的姿态空间。3、在对球铰进行优化后，上平台可实现大范围调姿调位功能。4、工作时，根据工作目标调整中间的支柱的一个球副和移动副到适当位置，锁住此位置，仅需3个驱动就能得到想要得到的位置和姿态。
图1是本发明的立体示意简图。
具体实施例方式在图1所示的3-SPS/SPS三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构的示意图中，下平台I和上平台7通过4个分支相连，其中三个外围SPS分支和一个SPS中间支柱结构完全相同，三个SPS分支均位于三角形上、下平台的顶点，SPS中间支柱位于上、下平台的正中心，每个分支和中间支柱的一端均通过球副2与下平台连接，该球副通过连杆3与移动副4连接，该移动副通过连杆5与球副6连接，每个分支和中间支柱均通过该球副与上平台连接，上平台和下平台上的4个球副分别共面。驱动电机分别安装在上述三个SPS分支的移动副上，SPS中间支柱的一个球副和移动副可以进行调整和锁紧，通过线性电机驱动三个SPS分支中的移动副，可实现上平台的三维运动。
权利要求
1.一种3-SPS/SPS三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构，其主要包括一个正三角形的下平台、一个正三角形的上平台以及连接这两个平台的结构完全相同的3个SPS分支和一个SPS中间支柱，其特征在于其3个SPS分支均位于三角形上下平台的三角顶端， SPS中间支柱位于上下平台的正中心，3个SPS分支和SPS中间支柱均是由2个球副、I个移动副和将它们连接在一起的2根连杆组成，每个分支和中间支柱的一端均通过球副与下平台连接，该球副通过连杆与移动副连接，该移动副通过连杆与球副连接，每个分支和中间支柱的另一端均通过该球副与上平台连接，上平台和下平台上的4个球副分别共面。
2.根据权利要求1所述的一种3-SPS/SPS三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构， 其特征在于驱动电机分别安装在上述3个SPS分支的移动副上。
全文摘要
一种3-SPS/SPS三驱动六自由度大量程调姿调位并联机构，其主要包括一个正三角形的下平台、一个正三角形的上平台以及连接这两个平台的结构完全相同的三个SPS分支和一个SPS中间支柱，其中，三个SPS分支均位于三角形上下平台的三角顶端，SPS中间支柱位于上下平台的正中心，三个SPS分支和SPS中间支柱均是由2个球副、1个移动副和将它们连接在一起的2根连杆组成，每个分支和中间支柱的一端均通过球副与下平台连接，该球副通过连杆与移动副连接，该移动副通过连杆与球副连接，每个分支和中间支柱的另一端均通过该球副与上平台连接，上平台和下平台上的4个球副分别共面。本发明结构简单、承载能力大、能够实现更大范围内的调姿调位功能。
文档编号B25J9/00GK103042521SQ20121057107
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者李艳文, 王鲁敏, 李莉, 马艳艳 申请人:燕山大学
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