[發明專利]兩自由度空間轉動并聯機構

無效

• 申請號: 201110031919.3
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102079090A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 于靖軍;東昕;李守忠;宗光華
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

技術領域

本發明涉及一種屬于機器人的并聯機構，更特別地說，是指一種兩自由度空間轉動并聯機構。

背景技術

并聯機構具有剛度大、負荷自重比高等傳統的串聯機構所沒有的優點，近年來成為了國際上機構學研究的熱點。兩自由度并聯機構由于結構簡單、工作空間大、設計與控制簡單的優勢，常常被用于帶負載的空間指向，其負載可以是攝像器材，激光，雷達天線等等。

發明內容

本發明的目的是提供一種兩自由度空間轉動并聯機構，該機構采用具有虛擬轉動中心的平行四桿機構為驅動并增加一條運動支鏈，不僅增大了機構的可操作空間，而且極大的提高了機構的剛度。三條支鏈的轉動副軸線和動平臺的中心線相交于虛擬轉動中心O。

本發明的一種兩自由度空間轉動并聯機構，該并聯機構包括有A主動支鏈(1)、B主動支鏈(2)、被動支鏈(3)和動平臺組件(4)。A主動支鏈(1)的D連桿(104)連接在動平臺組件(4)的B滾珠軸承和D滾珠軸承上，B主動支鏈(2)的H連桿(204)連接在動平臺組件(4)的A滾珠軸承和E滾珠軸承上，被動支鏈3的L連桿(304)連接在動平臺組件(4)的A滾珠軸承上。

本發明兩自由度空間轉動并聯機構的優點：

①采用兩條主動支鏈帶動一個被動支鏈，提高了并聯機構的剛度。

②三個支鏈(A主動支鏈、B主動支鏈和被動支鏈)均采用一個平行四連桿機構、一個虎克鉸和一個末端連桿的設計思想，使得整個并聯機構具有機構緊湊、剛度高、制造成本低、運動學解簡單易于控制。

③并聯機構的虛擬轉動中心O設置在以虎克鉸轉動軸線和以動平臺的中心線上，保證了并聯機構在運動時的轉動精度。

④本發明的并聯機構能夠適用于并聯機器人，并聯機床，醫療器材和指向機構等場合。更佳廣泛適用于執行器末端平臺以及醫療器械、模擬器、機器人關節等。

附圖說明

圖1是本發明兩自由度空間轉動并聯機構的結構圖。

圖1A是本發明動平臺與三個支鏈的連桿的連接圖。

圖1B是本發明兩自由度空間轉動并聯機構繞虛擬轉動中心點O運動的簡示圖。

圖2是本發明A主動支鏈的結構圖。

圖2A是本發明A主動支鏈的分解圖。

圖2B是本發明B主動支鏈的結構圖。

圖2C是本發明B主動支鏈的分解圖。

圖3是本發明被動支鏈的結構圖。

圖3A是本發明被動支鏈的分解圖。

圖4是本發明動平臺的結構圖。

圖4A是本發明動平臺的分解圖。

圖中：???????????1.A主動支鏈??????101.A連桿????????101A.第一通孔????101B.第二通孔

101C.第三通孔????102.B連桿????????102A.第四通孔????102B.第五通孔????102C.第六通孔

103.C連桿????????103A.第七通孔????103B.第八通孔????103C.第九通孔????103D.第十通孔

104.D連桿????????104A.第十一通孔??104B.第十二通孔??104C.第十三通孔??104D.第十四通孔

105.A基座????????105A.第十五通孔??105B.第十六通孔??106.B基座????????106A.第十七通孔

106B.第十八通孔??107.A銷軸????????108.B銷軸????????109.C銷軸????????110.A連接軸

111.A十字軸??????112.A伺服電機????113.A聯軸器??????2.B主動支鏈??????201.E連桿

201A.第十九通孔??201B.第二十通孔??201C.第二十一通孔?????????????????202.F連桿

202A.第二十二通孔????202B.第二十三通孔????202C.第二十四通孔

203.G連桿????????????203A.第二十五通孔????203B.第二十六通孔

203C.第二十七通孔????203D.第二十八通孔????204.H連桿

204A.第二十九通孔????204B.第三十通孔??????204C.第三十一通孔

204D.第三十二通孔????205.C基座????????????205A.第三十三通孔

205B.第三十四通孔????206.D基座????????????206A.第三十五通孔