專利名稱：一種六自由度全解析解耦并聯(lián)操作平臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機器人和智能裝備的執(zhí)行機構，具體地說是為機器人和并聯(lián)機床等裝備提供一種新型的六自由度全解析部分解耦并聯(lián)操作平臺。
背景技術：
并聯(lián)機構在機器人、虛擬軸機床、坐標測量機、仿真平臺、微操作機械手等領域獲得了廣泛應用，6自由度Stewart并聯(lián)機床,被認為是二十世紀以來機床結構的一次革命; 并聯(lián)結構的虛軸坐標測量機(含測量劃線機)，也是近年來科學測量儀上的一個重大進展， 它具有結構剛性大、運動速度高、誤差不疊加等獨特性，可使測量精度及測量效率等性能得到很大改善。目前，對于6-SPS和6-RSS機構來說，其末端執(zhí)行器的空間位姿比較靈活，且承載大、剛度好，但其末端執(zhí)行器的運動學求解非常困難，無法得到正解解析解，因此，應用范圍受到影響。并聯(lián)機構的整體優(yōu)良性能取決于其組成的支鏈的拓撲設計(支鏈類型、組合方式)、以及支鏈在動、靜平臺間的拓撲設計和驅動副的選取等。因此，解耦性好(全解耦或部分解耦)、易得正解解析解、工作空間大且不易干涉、 制造裝配容易的6-dof并聯(lián)機構機型，是機構學界長期未能得到解決的并聯(lián)機構研究領域中挑戰(zhàn)性最強的難題之一，需要創(chuàng)造出性能優(yōu)于現(xiàn)有機構的新機型。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種新的六自由度全解析解耦并聯(lián)操作平臺，其技術方案是它包括動平臺(I)、靜平臺(O)及聯(lián)接在動平臺(I)、靜平臺(O)之間的三條支鏈，第一條支鏈為S-P-S型支鏈，它由球副一(S31)、移動副(P32)、球副二(S33)串聯(lián)組成，球副一(S31)和球副二(S33)分別在靜平臺(O)、動平臺(I)上；第二條支鏈為由二條S-P-S型支鏈組成且有二個球副重合的第一復合支鏈，第三條支鏈為由三條S-P-S型支鏈組成且有三個球副重合的第二復合支鏈。第一復合支鏈的二個球副重合于動平臺(I)上的二重球副(S13°)處，在靜平臺(O) 上的球副三(Sn)、球副四(S15)不能重合；第二復合支鏈的三個球副重合于動平臺(I)上的三重球副(s23°)處，在靜平臺(O)上的球副五(S26)、球副六(S21)、球副七(S25)不能在一條直線上也不能重合；進一步，動平臺(I)上分別具有的一個球副二(S33)、一個二重球副(s13°)、 一個三重球副(s23°)不在一條直線上。進一步，靜平臺(O)上的球副一(S31)、球副三(S11)、球副四(S15)、球副五(S26)、球副六(S21)、球副七(S25)均可用二自由度的萬向節(jié)替代?？刂粕鲜鲋ф溕系牧鶄€移動副，即可獲得動平臺三維平移和三維轉動輸出。該機構完全解耦，且易求得運動學正解解析解。


附圖I為本發(fā)明的一個實施例結構示意圖。
具體實施例方式下面通過附圖和實例對本發(fā)明的技術給予進一步地說明。附圖I所示為本發(fā)明的一個實施例，一種六自由度全解析解耦并聯(lián)操作平臺，包括動平臺I、靜平臺O及聯(lián)接在動平臺I、靜平臺O之間的三條支鏈，第一條支鏈為S-P-S型支鏈，它由球副一 S31、移動副一 P32、球副二 S33組成，球副一 S31和球副二 S33分別在靜平臺
O、動平臺I上；第二條支鏈為由二條S-P-S型支鏈組成且有二個球副重合的第一復合支鏈， 第三條支鏈為由三條S-P-S型支鏈組成且有三個球副重合的第二復合支鏈。第一復合支鏈的二個球副重合于動平臺I上的二重球副s13°處，在靜平臺O上的球副三Sn、球副四S15不能重合；第二復合支鏈的三個球副重合于動平臺I上的三重球副s23° 處，在靜平臺O上的球副五S26、球副六S21、球副七S25不能在一條直線上也不能重合；進一步，動平臺I上分別具有的一個球副二 S33、一個二重球副s13°、一個三重球副s23°不在一條直線上?？刂浦ф溕系牧鶄€移動副，即可獲得動平臺三維平移和三維轉動輸出。該機構部分解耦，但運動學正反解均為析解，控制容易，可作為變姿態(tài)靈活、承載大、剛度好的新型并聯(lián)機床或機器人等智能裝備的執(zhí)行機構。
權利要求
1.一種六自由度全解析解耦并聯(lián)操作平臺，包括動平臺(I)、靜平臺(O)及聯(lián)接在動平臺(I)、靜平臺(O)之間的三條支鏈，其特征在于第一條支鏈為S-P-S型支鏈，它由球副一 (S31)、移動副(P32)、球副二(S33)串聯(lián)組成，球副一(S31)和球副二(S33)分別在靜平臺(O)、 動平臺(I)上；第二條支鏈為由二條S-P-S型支鏈組成且有二個球副重合的第一復合支鏈， 第三條支鏈為由三條S-P-S型支鏈組成且有三個球副重合的第二復合支鏈。
2.按照權利要求I所述的六自由度全解析解耦并聯(lián)操作平臺，其特征在于第一復合支鏈的二個球副重合于動平臺(I)上的二重球副(S13°)處，在靜平臺(O)上的球副三(sn)、 球副四(S15)不能重合；第二復合支鏈的三個球副重合于動平臺⑴上的三重球副(s23°) 處，在靜平臺(O)上的球副五(S26)、球副六(S21)、球副七(S25)不能在一條直線上也不能重合；進一步，動平臺(I)上分別具有的一個球副二(S33)、一個二重球副(s13°)、一個三重球副 (S230)不在一條直線上。
3.按照權利要求I或2所述的六自由度全解析解耦并聯(lián)操作平臺，其特征在于靜平臺(O)上的球副一(S31)、球副三(Sn)、球副四(S15)、球副五(S26)、球副六(S21)、球副七(S25) 均可用二自由度的萬向節(jié)替代。
全文摘要
一種六自由度全解析解耦并聯(lián)操作平臺，包括動平臺(1)、靜平臺(0)及聯(lián)接在動平臺(1)、靜平臺(0)之間的三條支鏈，第一條支鏈為S-P-S型支鏈，它由球副一(S31)、移動副一(P32)、球副二(S33)組成，球副一(S31)和球副二(S33)分別在靜平臺(0)、動平臺(1)上；第二條支鏈為由二條S-P-S型支鏈組成且有二個球副重合的第一復合支鏈，它的二個球副重合于動平臺(1)上的二重球副(S130)處，在靜平臺(0)上的球副三(S11)、球副四(S15)不能重合；第三條支鏈為由三條S-P-S型支鏈組成且有三個球副重合的第二復合支鏈，它的三個球副重合于動平臺(1)上的三重球副(S230)處，在靜平臺(0)上的球副五(S26)、球副六(S21)、球副七(S25)不能在一條直線上也不能重合；進一步，動平臺(1)上具有的一個球副二(S33)、一個二重球副(S130)、一個三重球副(S230)不在一條直線上?？刂扑兄ф溕系牧鶄€移動副，即可獲得動平臺三維平移和三維轉動輸出。
文檔編號B25J9/08GK102581844SQ20121006005
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權日2012年3月9日
發(fā)明者余同柱, 楊廷力, 沈惠平, 鄧嘉鳴 申請人:常州大學