一种具有二维平动的并联机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111409058A(43)申请公布日2020.07.14(21)申请号202010169845.9(22)申请日2020.03.12(71)申请人天津大学地址300350天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区(72)发明人李丹赵学满王攀峰(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人李丽萍(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种具有二维平动的并联机构(57)摘要本发明公开了一种具有二维平动的并联机构，包括固定架和动平台，固定架与动平台之间连接有三条结构相同的可伸缩支链；可伸缩支链包括圆锥齿轮副、被动同步带轮、连接轴和由螺母与丝杠构成的螺旋副，螺母和圆锥齿轮副中的被动齿轮同轴固接，被动同步带轮与圆锥齿轮副中的主动齿轮同轴固接；一侧的可伸缩支链由第一电机驱动，另外两个可伸缩支链由第二电机驱动；一侧的可伸缩支链的轴线与由另外两个可伸缩支链的轴线所形成的平面共面或平行；控制两个电机三条可伸缩支链实现伸缩运动时可带动动平台实现二维平动。本发明利用圆锥齿轮副特点，驱动螺母回转使丝杠直线移动的同时可以摆动，实现了动平台二维平动，且机构的构件少、刚度高、灵活度高。CN111409058ACN111409058A权利要求书1/1页1.一种具有二维平动的并联机构，包括固定架(1)和动平台(2)，其特征在于，所述固定架(1)与所述动平台(2)之间连接有三条结构相同的可伸缩支链；所述可伸缩支链包括圆锥齿轮副(11)、被动同步带轮(12)、连接轴(13)和由螺母(10)与丝杠(9)构成的螺旋副，所述螺母(10)和所述圆锥齿轮副(11)中的被动齿轮(14)同轴固接，所述连接轴(13)的一端为支撑轴段，所述连接轴(13)的另一端为套筒，所述套筒与所述支撑轴段的轴线相互垂直，所述支撑轴段与所述固定架(1)通过转动副连接；所述套筒套在所述被动齿轮(14)的轮毂上，形成转动副，所述被动同步带轮(12)与所述圆锥齿轮副(11)中的主动齿轮(15)同轴固接；所述丝杠(11)的一端与所述动平台(2)之间为转动副连接；三条可伸缩支链中，其中一侧的可伸缩支链记为右侧可伸缩支链(6)，中间位置的可伸缩支链记为左侧第一可伸缩支链(7)，另外一侧的可伸缩支链记为左侧第二可伸缩支链(8)；右侧可伸缩支链(6)的轴线与由左侧第一可伸缩支链(7)的轴线和左侧第二可伸缩支链(8)的轴线所形成的平面共面或平行；所述右侧可伸缩支链(6)中的被动同步带轮由第一电机(31)并通过带传动带动；左侧第一可伸缩支链(7)和左侧第二可伸缩支链(8)中的被动同步带轮均由第二电机(32)并通过带传动带动；在第一电机(31)和第二电机(32)的驱动下，右侧可伸缩支链(6)、左侧第一可伸缩支链(7)和左侧第二可伸缩支链(8)实现伸缩运动的同时，所述动平台(2)实现二维平动。2.根据权利要求1所述的具有二维平动的并联机构，其特征在于，每条可伸缩支链中的所述主动齿轮(15)与所述固定架(1)通过转动副连接。3.根据权利要求1所述的具有二维平动的并联机构，其特征在于，所述左侧第一可伸缩支链(7)和左侧第二可伸缩支链(8)中：两个被动同步带轮(12)的轴线平行；两个丝杠(9)与所述动平台(2)之间转动副的轴线平行，该两个轴线的中心距为A；两个被动齿轮(14)的轴线平行，两个被动齿轮(14)的中心距为A。4.根据权利要求1所述的具有二维平动的并联机构，其特征在于，所述第一电机(31)和所述第二电机(32)均与所述固定架(1)固接；所述第一电机(31)的输出轴上设有第一主动同步带轮(41)，所述第一主动同步带轮(41)与所述右侧可伸缩支链(6)中的被动同步带轮(12)之间连接有第一同步带(51)；所述第二电机(32)的输出轴上设有第二主动同步带轮(42)，所述第二主动同步带轮(42)与所述左侧第一可伸缩支链(7)中的被动同步带轮(12)及所述左侧第二可伸缩支链(8)中的被动同步带轮(12)之间连接有第二同步带(52)。2CN111409058A说明书1/3页一种具有二维平动的并联机构技术领域[0001]本发明涉及一种新型机器人，特别是涉及一种机器人的具有二维平动的并联机构。背景技术[0002]根据专利CN101244557A和US4976572(或WO7703527)可知，现有的可实现二维平动的并联机构，包括三组主动支链和一个动平台，每组支链包括一根连接杆。其中连接杆一端相对于固定机架仅具有一个转动自由度，另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与动平台连接；从而保证动平台的二维平动。上述机构的局限性在于：机构整体灵活度较差，只适用于重量大的