[實(shí)用新型]一種空間五自由度并聯(lián)機(jī)床

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020206983.1
• 申請(qǐng)日: 2010-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN201744858U
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李凌豐;彭鐵柱;劉際軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q1/46
• 分類號(hào): B23Q1/46;B23Q1/48
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)，尤其是一種可以實(shí)現(xiàn)空間3個(gè)方向移動(dòng)和2個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的五自由度并聯(lián)機(jī)床。

背景技術(shù)

并聯(lián)機(jī)床相對(duì)于傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)床具有許多優(yōu)異的特性，如靈敏度高、剛度大、承載能力強(qiáng)、無(wú)誤差積累等。對(duì)于串聯(lián)機(jī)床而言，五軸聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)能夠滿足絕大部分工業(yè)加工與生產(chǎn)的要求，但是往往由于其加工精度及受力特性等一系列問(wèn)題給生產(chǎn)帶來(lái)極大不便，機(jī)床研究者為滿足企業(yè)生產(chǎn)需要在機(jī)床結(jié)構(gòu)研發(fā)過(guò)程中投入了大量的技術(shù)和資本，但收獲甚微。并聯(lián)機(jī)床可以解決上述問(wèn)題，能與傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)床形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，因此研究并聯(lián)機(jī)床的結(jié)構(gòu)研發(fā)是非常關(guān)鍵的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種可以滿足工業(yè)上絕大部分生產(chǎn)與加工需求的具有空間3個(gè)方向移動(dòng)和2個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的五自由度并聯(lián)機(jī)床。

本實(shí)用新型的空間五自由度并聯(lián)機(jī)床，包括五邊形機(jī)架、五邊形靜平臺(tái)、界于機(jī)架和靜平臺(tái)之間的五邊形動(dòng)平臺(tái)、五條滾珠絲杠副、五條非約束支鏈和一條約束支鏈，每條滾珠絲杠副具有滾珠絲杠和絲杠螺母，五條滾珠絲杠副的兩端分別通過(guò)軸承固定于機(jī)架和靜平臺(tái)的五個(gè)角點(diǎn)上，機(jī)架和靜平臺(tái)平行，五條滾珠絲杠副分別由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，每條非約束支鏈由連桿和安裝在連桿兩端的第一球鉸及第二球鉸構(gòu)成，五條非約束支鏈的第一球鉸分別與五條滾珠絲杠副上的絲杠螺母相連，第二球鉸分別與五邊形動(dòng)平臺(tái)的五個(gè)角點(diǎn)相連，約束支鏈由移動(dòng)副和安裝在移動(dòng)副兩端的第一虎克鉸及第二虎克鉸構(gòu)成，第一虎克鉸和靜平臺(tái)中心位置相連，第二虎克鉸和動(dòng)平臺(tái)中心位置相連，第一、第二兩個(gè)虎克鉸的旋轉(zhuǎn)軸線相互平行，第一虎克鉸旋轉(zhuǎn)軸線所在面與靜平臺(tái)平面重合，第二虎克鉸旋轉(zhuǎn)軸線所在面與動(dòng)平臺(tái)平面重合，動(dòng)平臺(tái)的邊長(zhǎng)小于靜平臺(tái)的邊長(zhǎng)及機(jī)架的邊長(zhǎng)。

工作原理：五自由度并聯(lián)機(jī)床的機(jī)架固定不動(dòng)，靜平臺(tái)由于滾珠絲杠副的作用靜止在機(jī)架上方，滾珠絲杠副在電機(jī)的帶動(dòng)下發(fā)生運(yùn)動(dòng)使得絲杠螺母能上下移動(dòng)。絲杠螺母會(huì)帶動(dòng)五條非約束支鏈進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，由于非約束支鏈與動(dòng)平臺(tái)相連，從而帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)發(fā)生空間運(yùn)動(dòng)。約束支鏈連接于靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)之間，其約束了動(dòng)平臺(tái)的一個(gè)空間轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，動(dòng)平臺(tái)在五條非約束支鏈和一條約束支鏈的影響下可以發(fā)生3個(gè)方向上的移動(dòng)及2個(gè)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。

與現(xiàn)有的串聯(lián)機(jī)床相比較，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)是：

1.并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載能力強(qiáng)、無(wú)積累誤差、動(dòng)作靈敏。

2.并聯(lián)機(jī)床適用領(lǐng)域廣泛，可應(yīng)用精密傳感器、手術(shù)機(jī)器人以及微動(dòng)工作臺(tái)等領(lǐng)域，有很好的應(yīng)用前景。

3.并聯(lián)機(jī)床由電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠副，滾珠絲杠副的傳動(dòng)精度可進(jìn)一步提高機(jī)床的加工精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的空間五自由度并聯(lián)機(jī)床示意圖。

圖中：1.機(jī)架，2.靜平臺(tái)，3.動(dòng)平臺(tái)，4.電機(jī)，5.滾珠絲杠副，6.非約束支鏈，7.約束支鏈，5-1.滾珠絲杠，5-2.絲杠螺母，6-1.第一球鉸，6-2.第二球鉸，7-1.第一虎克鉸，7-2.第二虎克鉸，7-3.移動(dòng)副。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的空間五自由度并聯(lián)機(jī)床，包括五邊形機(jī)架1、五邊形靜平臺(tái)2、界于機(jī)架1和靜平臺(tái)2之間的五邊形動(dòng)平臺(tái)3、五條滾珠絲杠副5、五條非約束支鏈6和一條約束支鏈7，每條滾珠絲杠副5具有滾珠絲杠5-1和絲杠螺母5-2，五條滾珠絲杠副5的兩端分別通過(guò)軸承固定于機(jī)架1和靜平臺(tái)2的五個(gè)角點(diǎn)上，機(jī)架1和靜平臺(tái)2平行，五條滾珠絲杠副5分別由電機(jī)4驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)4可以安裝在機(jī)架上，或者也可以如圖所示安裝在靜平臺(tái)上，每條非約束支鏈6由連桿和安裝在連桿兩端的第一球鉸6-1及第二球鉸6-2構(gòu)成，五條非約束支鏈6的第一球鉸6-1分別與五條滾珠絲杠副5上的絲杠螺母5-2相連，第二球鉸6-2分別與五邊形動(dòng)平臺(tái)3的五個(gè)角點(diǎn)相連，約束支鏈7由移動(dòng)副7-3和安裝在移動(dòng)副7-3兩端的第一虎克鉸7-1及第二虎克鉸7-2構(gòu)成，第一虎克鉸7-1和靜平臺(tái)2中心位置相連，第二虎克鉸7-2和動(dòng)平臺(tái)3中心位置相連，第一、第二兩個(gè)虎克鉸7-1、7-2的旋轉(zhuǎn)軸線相互平行，第一虎克鉸7-1旋轉(zhuǎn)軸線所在面與靜平臺(tái)2平面重合，第二虎克鉸7-2旋轉(zhuǎn)軸線所在面與動(dòng)平臺(tái)3平面重合，動(dòng)平臺(tái)的邊長(zhǎng)小于靜平臺(tái)的邊長(zhǎng)及機(jī)架的邊長(zhǎng)。