技术领域
[0001] 本发明属于工业机器人技术领域，具体涉及一种无耦合并联机器人。
相关背景技术
[0002] 并联机构通常是由动平台和定平台通过多条支链连接而成，与串联结构相比，具有结构紧凑、控制容易以及累计误差小等优点。其中，恰约束结构的设计提高了机构的刚度、承载能力以及改善机构的受力状况。已在医疗器械、并联机床、航空航天等多个领域得到了广泛的应用。但并联机构会存在耦合性强，运功学及动力学问题求解复杂等问题。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
[0015] 如图1所示，一种无耦合并联机器人包括定平台100、动平台200以及设置在定平台100和动平台200之间的第一主动支链L1、第二主动支链L2、第三主动支链L3和恰约束支链L4。
[0016] 所述第一主动支链L1为PRPRR型主动支链，包括从定平台100到动平台200顺次连接的第一移动副P11、第一转动副R12、第二移动副P13、第二转动副R14和第三转动副R15。其中，所述第一移动副P11和所述第三转动副R15分别与所述定平台100和所述动平台200直接相连，所述第一转动副R12的一侧通过第一连杆1‑1与所述第一移动副P11连接，所述第一转动副R12的另一侧通过第二移动副P13与第二转动副R14的一侧连接，第二转动副R14的另一侧通过第四连杆1‑4与第三转动副R15连接，所述第二移动副P13由第二连杆1‑2和第三连杆1‑3滑动连接组成，第二连杆1‑2与第一转动副R12连接，第三连杆1‑3与第二转动副R14连接。并且，第一移动副P11的移动方向分别与第一转动副R12的转动轴线和第二转动副R14的转动轴线平行，并与第二移动副P13的移动方向以及第三转动副R15的转动轴线垂直。
[0017] 所述第二主动支链L2为PRPR型主动支链，包括从定平台100到动平台200顺次连接的第三移动副P21、第四转动副R22、第四移动副P23以及第五转动副R24。其中，所述第三移动副P21和所述第五转动副R24分别与所述定平台100和所述动平台200直接相连，所述第四转动副R22的一侧通过第五连杆2‑1与所述第三移动副P21连接，所述第四转动副R22的另一侧通过所述第四移动副P23与所述第五转动副R24连接，所述第四移动副P23由相互滑动的第六连杆2‑2和第七连杆2‑3组成，所述第六连杆2‑2与所述第四转动副R22连接，所述第七连杆2‑3与所述第五转动副R24连接。并且，所述第三移动副P21的移动方向分别与所述第四转动副R22的转动轴线以及所述第五转动副R24的转动轴线平行，并与所述第四移动副P23的移动方向垂直。
[0018] 所述第三主动支链L3为PRPRR型主动支链，包括从定平台100到动平台200顺次连接的第五移动副P31、第六转动副R32、第六移动副P33、第七转动副R34以及第八转动副R35。其中，所述第五移动副P31和所述第八转动副R35分别与所述定平台100和所述动平台200直接相连，所述第六转动副R32的一侧通过第八连杆3‑1与所述第五移动副P31连接，所述第六转动副R32的另一侧通过所述第六移动副P33连接所述第七转动副R34的一侧，所述第七转动副R34的另一侧通过第十一连杆3‑4连接所述第八转动副R35，所述第六移动副P33由滑动连接的第九连杆3‑2和第十连杆3‑3组成，所述第九连杆3‑2与所述第六转动副R32连接，所述第十连杆3‑3与所述第七转动副R34连接。并且，所述第五移动副P31的移动方向分别与所述第六转动副R32的转动轴线和所述第七转动副R34的转动轴线平行，并与所述第六移动副P33的移动方向和所述第八转动副R35的转动轴线垂直。
[0019] 所述恰约束支链L4包括第七移动副P41和圆柱副C42。所述第七移动副P41的一端和所述圆柱副的一端分别与所述定平台100和所述动平台200直接相连，所述第七移动副P41通过第十二连杆4‑1与所述圆柱副C42相连。其中，所述第七移动副P41的移动方向与所述圆柱副C42的转动轴线垂直。
[0020] 作为一种选择，所述的第一移动副P11、第三移动副P21、第五移动副P31和第七移动副P41为滑块组件，包括滑动配合的直线轨道和滑块，相应的连杆与滑块固定连接。
[0021] 本实施例中，第一主动支链L1中第一移动副P11的移动方向、第二主动支链L2中第三移动副P21的移动方向以及第三主动支链L3中的第五移动副P31的移动方向三者两两相互垂直，且恰约束支链L4中的第七移动副P41的移动方向与第一主动支链L1中的第一移动副P11的移动方向平行。
[0022] 进一步的，第一主动支链L1中第三转动副R15的转动轴线、第二主动支链L2中的第五转动副R24的转动轴线、第三主动支链L3中的第八转动副R35的转动轴线以及恰约束支链L4中的圆柱副C42的轴线四者分布在同一平面上且平行设置。具体的，所述动平台的平面为矩形，第一主动支链L1中的第三转动副R15、第二主动支链L2中的第五转动副R24和恰约束支链L4中的圆柱副C42均连接在动平台200的同一侧边，第三主动支链L3中的第八转动副R35连接在动平台200上与所述侧边相对的另一侧边，并且第一主动支链L1中的第三转动副R15、恰约束支链L4中的圆柱副C42以及第二主动支链L2中的第五转动副R24三者沿动平台P2一侧的长度方向依次设置且三者分布在同一条直线上。
[0023] 所述并联机构中，第一主动支链L1中第一移动副P11、第二主动支链L2中第三移动副P21、第三主动支链L3中的第五移动副P31均为对应运动链的主动副，并由相应的伺服电机驱动。
[0024] 本发明的控制原理如下：本发明通过伺服电机驱动主动副，通过三条主动支链对动平台200提供动力。第一驱动电机通过驱动第一主动支链L1中的第一移动副P11，使得动平台200沿第一主动支链L1中的第一移动副P11的移动方向进行移动；第二驱动电机驱动第二主动支链L2中的第三移动副P21，使得动平台200沿第二主动支链L2中的第三移动副P21的移动方向进行移动；第三驱动电机驱动第三主动支链L3中的第五移动副P31，使得动平台200绕恰约束支链L4中圆柱副C42的转动轴线进行转动，从而实现该并联机构在空间内一转动两移动的三个自由度运动。
[0025] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。
