一种平面三自由度并联机构论文和设计-朱大昌

全文摘要

本实用新型公开了一种平面三自由度并联机构，其包括定平台、动平台、三根主动杆和三根分别铰接在各主动杆第一端的从动杆，各所述从动杆远离主动杆的一端与动平台铰接，各所述主动杆的第二端通过铰接轴安装在定平台上，各所述主动杆的第二端通过传动装置连接至电控系统及各动力装置，所述电控系统包括上位机、三个调节装置和三个调零装置。本实用新型通过各动力装置分别驱动三根主动杆，主动杆带动从动杆，从而带动动平台的水平活动；由于主动杆与电控系统连接，因此通过在上位机发出指令，即可实现动平台位置、运动参数的调节，以及使动平台回到原点。本实用新型提高了动平台的运动精度，能应用在更多的工作场合。

主设计要求

1.一种平面三自由度并联机构，其特征在于：包括定平台(1)、动平台(2)、三根主动杆(3)和三根分别铰接在各主动杆(3)第一端的从动杆(4)，各所述从动杆(4)远离主动杆(3)的一端与动平台(2)铰接，各所述主动杆(3)的第二端通过铰接轴安装在定平台(1)上，各所述主动杆(3)的第二端通过传动装置连接至电控系统及各动力装置(7)，所述电控系统包括上位机、三个调节装置和三个调零装置。

设计方案

2.根据权利要求1所述的平面三自由度并联机构，其特征在于：所述传动装置包括带轮(51)和传动带(52)，所述带轮(51)通过转轴与铰接轴连接，所述动力装置(7)为伺服电机，所述传动带(52)绕接在带轮(51)和伺服电机的输出轴上。

3.根据权利要求2所述的平面三自由度并联机构，其特征在于：所述调节装置包括编码器(53)，所述编码器(53)的感应端通过联轴器与转轴连接。

4.根据权利要求2所述的平面三自由度并联机构，其特征在于：所述调零装置包括零点编码器(61)和感应片(62)，所述零点编码器(61)通过固定座(63)固定在定平台(1)上，所述感应片(62)连接铰接轴和零点编码器(61)的感应端。

5.根据权利要求1所述的平面三自由度并联机构，其特征在于：所述定平台(1)包括顶面板(11)和底面板(12)，所述顶面板(11)和底面板(12)之间形成储物空间，所述上位机、各调节装置和各动力装置(7)均位于储物空间中，所述储物空间的外侧设有遮挡板。

6.根据权利要求5所述的平面三自由度并联机构，其特征在于：所述底面板(12)的下方设有多个万向轮(8)。

7.根据权利要求6所述的平面三自由度并联机构，其特征在于：所述底面板(12)的下方设有多个可升降的支脚(9)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及机械运动领域中的一种并联机构，特别是一种平面三自由度并联机构。

背景技术

在宏观定位要求上，人们对于单自由度机构的应用较为成熟，如实现单自由度旋转运动的电机，实现直线运动的齿轮齿条等，对于在平面上同时要求三个自由度的精确定位，在工业应用方面，串联机器人的应用同样非常成熟。但是并联机械臂在应用过程中，其负载小、运动精度不高等缺点，限制了其在更高精度要求场合的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种平面三自由度并联机构，其能实现精准的平面三自由度的运动。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：一种平面三自由度并联机构，其包括定平台、动平台、三根主动杆和三根分别铰接在各主动杆第一端的从动杆，各所述从动杆远离主动杆的一端与动平台铰接，各所述主动杆的第二端通过铰接轴安装在定平台上，各所述主动杆的第二端通过传动装置连接至电控系统及各动力装置，所述电控系统包括上位机、三个调节装置和三个调零装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述传动装置包括带轮和传动带，所述带轮通过转轴与铰接轴连接，所述动力装置为伺服电机，所述传动带绕接在带轮和伺服电机的输出轴上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调节装置包括编码器，所述编码器的感应端通过联轴器与转轴连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调零装置包括零点编码器和感应片，所述零点编码器通过固定座固定在定平台上，所述感应片连接铰接轴和零点编码器的感应端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述定平台包括顶面板和底面板，所述顶面板和底面板之间形成储物空间，所述上位机、各调节装置和各动力装置均位于储物空间中，所述储物空间的外侧设有遮挡板。

作为上述技术方案的进一步改进，所述底面板的下方设有多个万向轮。

作为上述技术方案的进一步改进，所述底面板的下方设有多个可升降的支脚。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过各动力装置分别驱动三根主动杆，主动杆带动从动杆，从而带动动平台的水平活动；由于主动杆与电控系统连接，因此通过在上位机发出指令，即可实现动平台位置、运动参数的调节，以及使动平台回到原点。本实用新型提高了动平台的运动精度，能应用在更多的工作场合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型的俯视图；

图2是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接\/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

参照图1～图2，一种平面三自由度并联机构，其包括定平台1、动平台2、三根主动杆3和三根分别铰接在各主动杆3第一端的从动杆4，各所述从动杆4远离主动杆3的一端与动平台2铰接，各所述主动杆3的第二端通过铰接轴安装在定平台1上，各所述主动杆3的第二端通过传动装置连接至电控系统及各动力装置7，所述电控系统包括上位机、三个调节装置和三个调零装置。动力装置7通过驱动主动杆3从而驱动动平台2，从动杆4增加了动平台2的自由度。电控系统既发出指令控制动力装置7的输出参数，又能收集动力装置7的输出参数，从而更好地对动平台2的运动精度作出智能调整。同时，由于动平台2由三个动力装置7共同驱动，因此动平台2的负载能力更强。

进一步作为优选的实施方式，所述传动装置包括带轮51和传动带52，所述带轮51通过转轴与铰接轴连接，所述动力装置7为伺服电机，所述传动带52绕接在带轮51和伺服电机的输出轴上。所述调节装置包括编码器53，所述编码器53的感应端通过联轴器与转轴连接。伺服电机通过传动带52和带轮51驱动主动杆3的转动，从而使动平台2运动。由于带轮51的转轴与编码器53轴连接，因此带轮51的转动角度、速度等的参数能被编码器53收集，编码器53将收集到的参数以电信号的方式传输到上位机，上位机根据操作者预设的指令对伺服电机的转矩及转速作出调整控制，从而更好地控制动平台的精确移动。优选地，动力装置7与编码器53通过不同的电源分别供电。

进一步作为优选的实施方式，所述调零装置包括零点编码器61和感应片62，所述零点编码器61通过固定座63固定在定平台1上，所述感应片62连接铰接轴和零点编码器61的感应端。感应片62的一端固定在铰接轴上，另一端与零点编码器61的感应端铰接，当铰接轴转动时，感应片62随之转动，零点编码器61收集其转动角度并传输到上位机。当操作者通过上位机发出调零的指令后，上位机根据各零点编码器61的数据，发出指令到伺服电机，伺服电机控制带轮51转动相应的角度以使动平台2能复位。

进一步作为优选的实施方式，所述定平台1包括顶面板11和底面板12，所述顶面板11和底面板12之间形成储物空间，所述上位机、各调节装置和各动力装置7均位于储物空间中，所述储物空间的外侧设有遮挡板。储物空间的设置既使上位机、各调节装置和各动力装置7的摆放整齐有序，又避免其对主动杆3、从动杆4和动平台2等的运动造成了阻碍。

进一步作为优选的实施方式，所述底面板12的下方设有多个万向轮8。为便于使用，定平台1的底面上设有移动部件。

进一步作为优选的实施方式，所述底面板12的下方设有多个可升降的支脚9。当移动到适当的位置时，调节支脚9的高度，使支脚9的高度高于万向轮8的高度，由此，定平台1得以固定不会随意运动。同时亦可根据使用的需要，调节支脚9，继续提高定平台1的高度。

以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

设计图

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