[發明專利]一種單自由度三維運動裝置

有效

• 申請號: 201210307592.2
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102785241A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 沈惠平;余同柱;尹洪波;鄧嘉鳴;楊廷力
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種單自由度三維運動機構，具體地說，是為所需空間三維運動的混合機、攪拌機、運動振動篩、運動娛樂設備等提供一類新型的三維轉動機構。

背景技術

工業上許多場合需要結構簡單的單自由度但能產生空間三維運動的空間機構，例：混合機、拋光機、攪拌機、振動篩。專利文獻[發明申請號200710131525.9]介紹的一自由度三維空間機構，可用于三維混合機；專利文獻[ZL200710046412.9]介紹的一種一自由度并聯運動機構，能產生一平移二轉動的三維空間篩分運動，保證物料翻轉充分，篩孔不易被“篩粒”卡住，從而可提高篩分效率，可替代目前傳統的圓振動篩和直線振動篩。本發明提供另一種單自由度驅動但能產生空間三維擺動的并聯機構。

發明內容

本發明目的是提供一種新型的單自由度三維空間運動裝置，其技術方案是：一種單自由度三維運動裝置，由上動平臺(3)、下靜平臺(0)及連接上動平臺(3)和下靜平臺(0)的三條支鏈組成，第一條支鏈上的構件一(1)的一端和下靜平臺(0)以轉動副一(R₁₁)連接后，其另一端又以轉動副二(R₁₂)連接構件二(2)的一端，構件二(2)的另一端又以球鉸一(S₁₃)和上動平臺(3)連接；第二條支鏈上的構件四(4)的一端和下靜平臺(0)以球鉸二(S₂₁)連接后，構件四(4)的另一端又以球鉸三(S₂₂)和上動平臺(3)連接，轉動副二(R₁₂)的軸線和轉動副一(R₁₁)的軸線平行；第三條支鏈僅由一個球鉸四(S₃₁)組成，它直接將上動平臺(3)和下靜平臺(0)連接在一起；且上動平臺(3)上的三個球鉸的位置不能在一條直線上，下靜平臺(0)上的轉動副一(R₁₁)的軸線可任意布置。

進一步，第一條支鏈上的轉動副一(R₁₁)可用單自由度的移動副替代，而第二條支鏈上的兩個球鉸之一可由一個萬向節代替。

該機構具有以下特點：(1)機構輸出運動平臺為空間的三個轉動的三維擺動，其中僅有一個運動是獨立的，其余二個轉動為衍生非獨立運動；(2)機構存在過約束回路，其剛性好；(3)僅用一個驅動馬達，結構簡單，球副可采用由專業廠家生產的桿端關節軸承，足以滿足精度要求，因此，機械加工及其裝配量少且簡單容易；(4)運動學正解簡單。

本發明為并聯運動振動篩、混合機、拋光機等并聯運動設備等提供了新機型。

附圖說明

附圖1為本發明的一種實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實例對本發明的技術給予進一步地說明。

附圖1為本發明的一種實施例的結構示意圖，其技術方案是：一種單自由度三維運動裝置，由上動平臺3、下靜平臺0及連接上動平臺3和下靜平臺0的三條支鏈組成，第一條支鏈上的構件一1的一端和下靜平臺0以轉動副一R₁₁連接后，其另一端又以轉動副二R₁₂連接構件二2的一端，構件二2的另一端又以球鉸一S₁₃和上動平臺3連接；第二條支鏈上的構件四4的一端和下靜平臺0以球鉸二S₂₁連接后，構件四4的另一端又以球鉸三S₂₂和上動平臺3連接，轉動副二R₁₂的軸線和轉動副一R₁₁的軸線平行；第三條支鏈僅由一個球鉸四S₃₁組成，它直接將上動平臺3和下靜平臺0連接在一起；且上動平臺3上的三個球鉸的位置不能在一條直線上，下靜平臺0上的轉動副一R₁₁的軸線可任意布置。

進一步，第一條支鏈上的轉動副一R₁₁可用單自由度的移動副替代，而第二條支鏈上的兩個球鉸之一可由一個萬向節代替。

當上動平臺3固結振動篩篩框、混合容器、拋光機框架時，就可成為三維的振動篩、三維的混合機、拋光機等，從而實現所需的三維空間運動。這種機構結構簡單，制造容易，操作方便。