[發明專利]用于實現一維轉動和一維移動的兩自由度空間并聯機構

無效

• 申請號: 201110161079.2
• 申請日: 2011-06-15
• 公開（公告）號: CN102248533A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 李永剛;張二江;閻兵
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術領域：

本發明涉及一種兩自由度并聯機構，特別涉及一種用于實現一維轉動和一維移動的兩自由度空間并聯機構。

背景技術：

隨著少自由度并聯機構學的興起，少自由度并聯機構已經在數控機床、機器人、醫學等領域廣泛應用。目前應用最廣的并聯機構的自由度為三自由度和六自由度，四、五自由度的并聯機構也有較多的應用，而兩自由度并聯機構的應用還很少，在公開發表的專利中，兩自由度的并聯機構大都實現的是兩維的移動或兩維的轉動，實現一維移動和一維轉動的兩自由度并聯機構還很少。在發表的機構中約束支鏈數目較多，不但增加了制造成本，而且在運動過程中很容易發生干涉現象，縮小了工作空間。

由于兩自由度并聯機構的構件數目相對較少，運動求解簡單，標定容易，易于實現模塊化，加之在許多場合如醫藥、食品加工、微電子裝配等自動化生產線上一些自動裝置只需要較少的運動自由度即可滿足要求，因此，兩自由度的并聯機構有著較廣泛的發展前景。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種可實現一維轉動和一維移動的兩自由度空間并聯機構，該機構構件數目相對較少、降低了制造成本、縮小了工作空間，并且在運動過程中避免干涉現象。

如上構思，本發明的技術方案是：一種用于實現一維轉動和一維移動的兩自由度空間并聯機構，包括定平臺和動平臺，其特征在于：在定平臺和動平臺之間連接三條支鏈，第一條支鏈和第二條支鏈的連接組合方式相同，從定平臺到動平臺的連接順序依次為萬向鉸、移動副和球副，第三條支鏈從定平臺到動平臺的連接順序依次為轉動副和移動副。

上述第一條支鏈和第二條支鏈為驅動支鏈，它們是由上、下連桿連接組成的伸縮桿結構，其中下連桿通過萬向鉸與定平臺相連，下連桿的另一端通過移動副與上連桿的一端相連，上連桿的另一端通過球副與動平臺相連。

上述第一條支鏈和第二條支鏈為無約束支鏈，連接定平臺與下連桿的萬向鉸對稱分布在定平臺的一個端面上，且萬向鉸的一條軸線垂直于定平臺的端面，連接上連桿與動平臺的球副對稱分布在動平臺的兩個周邊上。

上述第三條支鏈為約束支鏈，其由上、下連桿通過移動副連接組成，上連桿與動平臺垂直且剛性連接，下連桿通過轉動副與定平臺相連，該轉動副軸線在定平臺平面內且與兩個萬向鉸中心的連線相垂直。

上述第一條支鏈和第二條支鏈采用電機加絲杠螺母傳動副、直線運動驅動模塊或是液壓傳動裝置驅動。

上述上連桿與下連桿通過導向鍵連接，且導向鍵與上連桿過盈配合連接，導向鍵在下連桿的導向槽內移動。

本發明具有如下的優點和積極效果：

1、該機構運動構件數目少，大大降低了運動過程中構件間產生干涉的可能性。

2、該機構結構簡單，可以使得制造和裝配誤差導致的運動不靈活性大大減少。

3、該機構剛度高、工作空間大。

4、該機構控制簡單，易于做成模塊，便于通過定平臺與其他機構組合，可實現多臺機

構共同作業。

附圖說明：

圖1為本發明的結構示意圖。

圖中：1.第一條支鏈；2.第二條支鏈；3.第三條支鏈；4.定平臺；5.動平臺；U.萬向鉸；S.球副；R.轉動副；11.第一支鏈移動副下連桿；12.第一支鏈移動副上連桿；21.第二支鏈移動副下連桿；22.第二支鏈移動副上連桿；31.第三支鏈移動副下連桿；32.第三支鏈移動副上連桿；A.導向鍵。

具體實施方式

以下結合附圖和實施方式對本發明的兩自由度空間并聯機構作進一步詳細描述。