本發明涉及一種機器人，特別是涉及一種具有空間三平動一轉動能力的高速并聯機械手。

背景技術：

專利文獻US20090019960和EP1084802公開了一種可實現三維平動一維轉動的高速并聯機構，固定機架與動平臺通過四條結構相同的主動支鏈相連，每條支鏈包括近架桿和遠架桿兩部分。主動支鏈近架桿與遠架桿通過具有兩個回轉自由度的鉸鏈相連，近架桿另一端與固定機架移動或轉動連接，遠架桿另一端通過僅具有兩個回轉自由度的鉸鏈與動平臺連接，動平臺具有空間三維平動能力；動平臺由四個部件組成，其中兩個部件相互平行，另外兩個部件與前述兩個相互平行的部件通過轉動鉸鏈連接，由部件之間的相互轉動可實現末端執行器繞垂直于動平臺的軸線的轉動自由度。上述機構的局限性在于：該機構動平臺包含四個部件，而受驅動的部件只有兩個，這兩個部件相當于平行四邊形的一組對邊，這樣的驅動方式不靈活，受力情況不均勻，不利于機構的順暢運行。

專利文獻201010212312.0公開了一種可實現三維平動一維轉動并聯機構，四條結構相同的運動支鏈對稱布置在固定機架與動平臺之間；每條運動支鏈包括近架桿和遠架桿，所述遠架桿與上、下連接軸組成平行四邊形結構；所述近架桿一端與驅動端固接，另一端與上連接軸固接；所述下連接軸與動平臺固接；所述動平臺包括上平臺和下平臺，沿所述上平臺和下平臺利用導套和導向套連接，導套與導向套形成螺旋副或內部布置轉向機構可將上、下平臺的相互移動轉化為垂直于動平臺的軸線的轉動。上述機構的局限在于：動平臺上、下平臺使用移動副作為導向機構，所有的下連接軸不在同一個平面內，在運動時會出現受力不均勻，摩擦力較大的等不足，因此會導致力傳遞效果差，機構的運動不順暢，使用壽命低等問題。

技術實現要素：

針對上述現有技術，本發明提供一種。本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種動平臺力傳遞效果好，機構運動順暢，使用壽命長，結構簡單，便于制造、修理、維護，可實現空間三維平動一維轉動的并聯機構。

為了解決上述技術問題，本發明提出的一種搖桿錯動式四支鏈三平一轉高速并聯機械手，包括固定機架、動平臺以及四條結構相同的運動支鏈；所述固定機架上固接有四個驅動裝置；四條結構相同的運動支鏈在空間分布于所述固定機架與動平臺之間；每條運動支鏈均包括近架桿和兩個平行且等長的遠架桿，所述近架桿的一端與所述驅動裝置固接，所述驅動裝置為所述近架桿提供一個轉動自由度，所述近架桿的另一端固接有上連接軸，所述兩個平行的遠架桿的同一端分別與所述上連接軸的兩端球鉸接，所述兩個平行的遠架桿的另一端分別與一下連接軸球鉸接；所述下連接軸、所述上連接軸和所述兩個平行的遠架桿構成一平行四邊形結構；四條運動支鏈的下連接軸均與所述動平臺固接；四條結構相同的運動支鏈保證動平臺實現空間三維平動；所述動平臺包括旋轉軸，所述旋轉軸固接有中心齒輪、轉動連接有一平臺和固接一末端執行器，所述平臺上裝有按照以旋轉軸軸線為中心呈放射狀布局的四個導軌，每個導軌內均分別裝配有一個滑塊，所述滑塊沿所在導軌移動，四個滑塊的上端分別與四條結構相同的運動支鏈中的下連接軸固連；四個導軌中，按照相鄰兩個一組分為兩組，同一組導軌在相鄰的側面上分別設有支撐板，所述支撐板上設有與旋轉軸軸線平行的定位軸，所述中心齒輪嚙合有四個相同的弧形齒輪，四個相同的弧形齒輪分別與四個定位軸通過轉動副連接，每個弧形齒輪的盤面上均分別設有一個導向槽；四個驅動裝置的輸出端將動力傳遞給四個運動支鏈，運動支鏈將動力傳遞給滑塊，帶動所述滑塊在所述導軌中滑動，所述四個滑塊通過導向槽分別驅動四個弧形齒輪轉動；，繼而通過齒輪傳動帶動旋轉軸轉動，從而使與所述旋轉軸固接的末端執行器具有三個平動自由度和一個轉動自由度。

本發明中，所述四個弧形齒輪與中心齒輪交錯嚙合。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明具有的優點和積極效果是：動平臺結構中采用四個弧形齒輪對稱布置的形式，充分利用驅動裝置的動力，實現高速運動；動平臺結構緊湊，運動靈活，受力均勻，運動精度高，整體結構穩定性好，結構簡單，便于制造、修理，且能滿足復雜抓放操作的要求。

附圖說明

圖1為本發明機械手的整體結構示意圖；

圖2為本發明中動平臺結構的俯視示意圖；

圖3為本發明中動平臺結構的側視示意圖。

圖中：1-驅動裝置，2-固定機架，3-近架桿，4-上連接軸，5a、5b-遠架桿，6-動平臺，7-下連接軸，8-少半圓齒輪，9-滑塊，10-導軌，11-旋轉軸，12-末端執行器。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明技術方案作進一步詳細描述，所描述的具體實施例僅對本發明進行解釋說明，并不用以限制本發明。

如圖1所示，本發明提出的一種搖桿錯動式四支鏈三平一轉高速并聯機械手，包括固定機架2、動平臺6以及四條結構相同的運動支鏈；所述固定機架2上固接有四個驅動裝置1；四條結構相同的運動支鏈在空間分布于所述固定機架2與動平臺6之間；每條支鏈由近架桿3、上連接軸4、遠架桿5a、遠架桿5b和下連接軸7構成。所述遠架桿5a和遠架桿5b平行且等長，所述近架桿3的一端與所述驅動裝置1固接，所述驅動裝置1為所述近架桿3提供一個轉動自由度，所述近架桿3的另一端與所述上連接軸4固接，兩個平行等長的遠架桿5a和5b的同一端分別與所述上連接軸4的兩端球鉸接，兩個平行等長的遠架桿5a和5b的另一端分別與所述下連接軸7球鉸接；所述下連接軸7、所述上連接軸4和所述兩個平行的遠架桿5a、5b構成了一平行四邊形結構；四條運動支鏈的下連接軸7均與所述動平臺6固接；四條結構相同的運動支鏈保證動平臺6實現空間三維平動。

如圖2和圖3所示，所述動平臺6包括旋轉軸11、帶有四個導軌10的平臺、四個滑塊9、四個弧形齒輪8及末端執行器12。所述旋轉軸11上自上而下的固接有中心齒輪和末端執行器12。并與所述平臺轉動連接，四個導軌10按照以旋轉軸11的軸線為中心呈放射狀安裝在所述平臺上，每個導軌10內均分別裝配有上述的一個滑塊9，所述滑塊9沿所在導軌10移動，保證滑塊9只有沿導軌10的單一自由度，四個滑塊9的上端分別與四條結構相同的運動支鏈中的下連接軸7固連；四個導軌10中，按照相鄰兩個一組分為兩組，同一組導軌10在相鄰的側面上分別設有支撐板，所述支撐板上各轉動連接一弧形齒輪8，所述中心齒輪同時與四個相同的弧形齒輪8嚙合。本發明中所述的弧形齒輪8，分別與中心齒輪的交錯嚙合。每個弧形齒輪8的盤面上均分別設有一個導向槽；。

四個驅動裝置1的輸出端將動力傳遞給四個運動支鏈，運動支鏈將動力傳遞給滑塊9，帶動所述滑塊9在所述導軌10中滑動，所述四個滑塊9分別通導向槽驅動四個弧形齒輪8轉動，，旋轉軸11在四個弧形齒輪8與中心齒輪的嚙合帶動下實現繞自身軸線的轉動，從而帶動與所述旋轉軸11固接的末端執行器12繞自身軸線轉動，本發明機械手最終可以使末端執行器12具有三個平動自由度和一個轉動自由度。

采用上述結構的動平臺，對稱布置，結構緊湊，降低了機構復雜性，可以較方便的實現旋轉運動，運用時靈活性較強，易實現高速抓取，其設計巧妙獨特，結構簡單，機構穩定性好，運動靈活，受力均勻，精度較高，使用壽命長。便于制造、修理、維護，且滿足復雜抓放操作的要求。

盡管上面結合圖對本發明進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發明的保護之內。