[發(fā)明專利]無匯交軸線的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210076891.X
• 申請(qǐng)日: 2012-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN102626919A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁華鋒;曹文熬;陳子明;陳誼超;李艷文;黃真
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/08
• 分類號(hào): B25J9/08
• 代理公司: 石家莊一誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13116
• 代理人: 崔鳳英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)械領(lǐng)域的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，特別涉及一種空間少自由度的無匯交軸線的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

并聯(lián)機(jī)器人與串聯(lián)機(jī)器人相比，具有剛度大、運(yùn)動(dòng)速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。Hunt在1983年提出了一種3-RPS三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和一個(gè)垂直于定平臺(tái)的移動(dòng)自由度（K.H.?Hunt,?Structural?Kinematics?of?In-Parallel-Actuated?Robot-Arms,?Journal?of?Mechanisms?Transmissions?and?Automation?in?Design,?105?(1983)?705-705），這種機(jī)構(gòu)后來得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。與3-RPS具有類似運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的3-PRS三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)已經(jīng)成功應(yīng)用于機(jī)床主軸。但傳統(tǒng)的分支結(jié)構(gòu)中或者含有球面副，或者含有多個(gè)空間匯交于一點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。這樣的分支結(jié)構(gòu)為實(shí)際的加工制造帶來很大的困難，難以保證精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種加工制造比較方便，且容易保證加工精度的無匯交軸線的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明包括定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)，以及并行連接在定、動(dòng)兩平臺(tái)間的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動(dòng)分支，所有活動(dòng)分支分別由兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)三自由度平面子鏈構(gòu)成。

所述三自由度平面子鏈?zhǔn)侵赣扇齻€(gè)運(yùn)動(dòng)副通過連接桿件相互連接組合在一起，運(yùn)動(dòng)副相互之間只發(fā)生平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈。例如：可以由三個(gè)相互平行的轉(zhuǎn)動(dòng)副構(gòu)成（表述為RRR），也可以由轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副共同構(gòu)成。

本發(fā)明的三自由度平面子鏈的三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副，另外兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副分別為轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副，且轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互平行，移動(dòng)副的移動(dòng)中心線與轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互垂直。

三自由度平面子鏈有以下7種組合形式：RRR、RPR、RRP、PRR、RPP、PRP、PPR，R代表轉(zhuǎn)動(dòng)副，P代表移動(dòng)副。

每個(gè)活動(dòng)分支中的三自由度平面子鏈和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與定、動(dòng)兩平臺(tái)間有以下四種連接方式：

第一種連接方式：每個(gè)活動(dòng)分支中的三自由度平面子鏈與定平臺(tái)連接，該平面子鏈中的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與定平臺(tái)平行布置。活動(dòng)分支中的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其中一個(gè)是與動(dòng)平臺(tái)相連接的動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副，另一個(gè)是位于三自由度平面子鏈與動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副之間的中間轉(zhuǎn)動(dòng)副。上述動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線可以與動(dòng)平臺(tái)傾斜、垂直或平行，中間轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線互不平行，而且該中間轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與三自由度平面子鏈中的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線也互不平行。

第二種連接方式：每個(gè)活動(dòng)分支中的三自由度平面子鏈與動(dòng)平臺(tái)連接，該三自由度平面子鏈中的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與動(dòng)平臺(tái)平行布置。活動(dòng)分支中的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其中一個(gè)是與定平臺(tái)相連的定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副，該定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副可以與定平臺(tái)傾斜、垂直或平行；另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是位于定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副和三自由度平面子鏈之間的中間轉(zhuǎn)動(dòng)副，該中間轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線互不平行，而且該中間轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與三自由度平面子鏈中的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線也互不平行。

第三種連接方式：每個(gè)活動(dòng)分支中的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其中一個(gè)是與動(dòng)平臺(tái)相連接的動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副，該動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線可以與動(dòng)平臺(tái)平行、傾斜或垂直布置；另一個(gè)是與定平臺(tái)相連的定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副，該定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與定平臺(tái)垂直布置，三自由度平面子鏈位于上述兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副之間，該三自由度平面子鏈中的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互垂直，與動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線互不平行；

第四種連接方式：每個(gè)活動(dòng)分支中的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其中一個(gè)是與動(dòng)平臺(tái)相連接的動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副，該動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與動(dòng)平臺(tái)垂直布置；另一個(gè)是與定平臺(tái)相連的定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副，該定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線可以與定平臺(tái)平行、傾斜或垂直布置，三自由度平面子鏈位于上述兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副之間，該三自由度平面子鏈中的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互垂直，與定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線互不平行。

上述四種連接方式中，活動(dòng)分支中相鄰的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互垂直時(shí)能夠被一個(gè)萬向鉸鏈替換，相鄰的一個(gè)移動(dòng)副的移動(dòng)中心線和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互平行時(shí)能夠被一個(gè)圓柱副替換。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有突出的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)中無任何匯交的軸線，活動(dòng)分支結(jié)構(gòu)非常簡單，加工制造比較方便，且容易保證加工精度，具有很廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的立體示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的立體示意圖；