平动并联机器人机构

本发明涉及程序控制的机械手，具体地说是一种平动并联机器人机构。

并联机器人具有：无累积误差，精度较高；驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好；结构紧凑，刚度高，承载能力大；完全对称的并联机构具有较好的各向同性；工作空间较小等特点，在需要高刚度、高精度或者大载荷而无须很大工作空间的领域内得到了广泛应用，其出现在工业、医学、军事等多个领域。

并联机构受到运动副约束、支链干涉、奇异位形、位姿耦合等因素影响。delta并联机构是一种三维纯移动机构，作为一种典型的三自由度并联机构，具有工作空间大、运动学逆解简单、定位精准度高等优点，在应用中具有重要地位。

现有的并联机器人大多采用三个至六个自由度对称结构，一般采用球铰、胡克铰或移动副作为运动副实现三个至六个自由度的空间运动。上述并联机器人的移动平台与机架之间通常以六个分支相连，每一个分支上设有驱动器以改变各分支的长度，使上平台的位置和姿态变化，其结构复杂，控制算法复杂，导致动作响应时间较长，制造成本高，需要电机具备较大的输出功率，且较难控制。

在轻工、食品和电子等行业的自动化生产线中，诸如分拣、包装、封装等作业需要末端执行器可在平面内进行高速作业的机械手，然而，采用上述结构复杂的多自由度空间并联机器人则显得没有必要，或者制造成本太高。

本发明的目的是提供一种平动并联机器人机构, 降低了并联机构的复杂性，减少了并联机构运动副约束，使其安装、调试简单。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

平动并联机器人机构,包括V型滑轨、两个滑块、动平台及左、右连杆总成，所述V型滑轨是由两个直线滑轨拼接成V型，并在每个直线滑轨上分别设置一个滑块，左、右滑块分别与左、右连杆总成铰接，左、右连杆总成的下端与动平台铰接。

所述左连杆总成包括后连杆、外连杆和前连杆三根连杆，其中后连杆和前连杆前后重合，并与外连杆、动平台、左滑块组成平行四边形机构，右连杆总成与左连杆总成结构对称。

滑块由步进电机或伺服电机驱动。

本发明的有益效果在于：

本发明采用V型滑轨，可有效增加动平台的工作空间，控制算法更加简单，设备控制精度更高，降低了并联机构的复杂性，减少了并联机构运动副约束，安装、调试简单。减少了电能消耗，节约了工作成本。

 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的正视图。

图3为本发明的左视图。

图4为本发明动平台移动至左侧的状态示意图。

图5为本发明动平台移动至右侧的状态示意图。

图6为本发明加装纵向运动组件后的立体结构示意图。

图中：1、V型滑轨；  21、左滑块；  22、右滑块；  3、动平台；  4、左连杆总成；  41、后连杆；  42、外连杆；  43、前连杆；  5、右连杆总成；  6、滑动块；  71、轨道；  72、轨道。

如图1至3所示，平动并联机器人机构,包括V型滑轨1、左滑块21、右滑块22、动平台3、左连杆总成4及右连杆总成5，所述V型滑轨1是由两个直线滑轨拼接成V型，并在每个直线滑轨上分别设置一个滑块，左、右滑块分别与左、右连杆总成铰接，左、右连杆总成的下端与动平台铰接。

所述左连杆总成4包括后连杆41、外连杆42和前连杆43三根连杆，其中后连杆41和前连杆43前后重合，并与外连杆42、动平台3、左滑块21组成平行四边形机构，右连杆总成5与左连杆总成4结构对称。

滑块由步进电机或伺服电机驱动。

工作原理如下，如图4至5所示，左、右滑块在步进电机或伺服电机的驱动下沿导轨自由滑动；带动平行四边形机构，动平台可以在V型滑轨所在的平面内平动。滑轨的V型的设置方式，增加了动平台的工作空间。

如图6所示，作为优选，将所述的V型滑轨固定在滑动块6上，滑动块6可以沿设定的轨道71、72滑动，所述轨道71、72的方向与V型滑轨所在平面垂直。扩展后，该机构具有三个自由度，可以更好的满足实际应用。

该并联机构的滑轨选用三根时，该并联机构为三自由度并联机构，从运动学正、逆解方面看，与传统的Delta并联机构相比，本发明降低了其复杂程度，将原来的角度计算变为了移动距离的计算，简化了正逆解计算公式，使得在实际应用中计算更快，控制更加容易，提高了设备的相应速度，提高了设备的工作效率。在需要走复杂空间曲线时可以进行更密集的插值运算，使曲线更平滑。

以上公开的仅为本专利的具体实施例，但本专利并非局限于此，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的变形应视为属于本发明保护范围。