[發(fā)明專利]三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)空間四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210372558.3
• 申請(qǐng)日: 2012-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN103707281A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華;陳磊;王紅州
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)空間四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

專利US.4976582公布了一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)空間四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)采用三條外轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)和平行四邊形支鏈結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的高速三維平動(dòng)，同時(shí)還在動(dòng)靜平臺(tái)間設(shè)置有兩端帶有虎克鉸鏈的可伸縮轉(zhuǎn)軸以實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的單自由度轉(zhuǎn)動(dòng)。但該機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器轉(zhuǎn)動(dòng)的的過(guò)程中采用了伸縮桿結(jié)構(gòu)，這將影響高速運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛性和壽命；論文“H4:?a?new?family?of?4-dofparallel?robots”、論文“Par4-very?high?speed?parallel?robot?for?pick-and-place”、專利US20090019960A1、專利EP1804802B1、專利200910228105.1、專利201010212312.0、專利201010614256.3、專利201110107857.X、專利201110107380.5、專利201110107384.3、專利201110109529.6公布了幾種可實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的空間四自由度機(jī)構(gòu)，該類機(jī)構(gòu)采用四條外轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)和平行四邊形支鏈結(jié)構(gòu)，并通過(guò)支鏈末端構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的高速三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。但該類機(jī)構(gòu)的末端執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)四自由度運(yùn)動(dòng)是靠四條支鏈末端構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，這種結(jié)構(gòu)將影響并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)空間四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它具有高速、搞剛度、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：一種三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)空間四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)由靜平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)及其聯(lián)接動(dòng)靜平臺(tái)的四條相同的支鏈組成，每條支鏈都由一臺(tái)固結(jié)在靜平臺(tái)上的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，四臺(tái)伺服電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)空間四自由度的運(yùn)動(dòng)；第一支鏈一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與靜平臺(tái)聯(lián)接，第一支鏈另一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接，第二支鏈一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與靜平臺(tái)聯(lián)接，第二支鏈另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接，第三支鏈一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與靜平臺(tái)聯(lián)接，第三支鏈另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接，第四支鏈一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與靜平臺(tái)聯(lián)接，第四支鏈另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接；支鏈的第一種組成與聯(lián)接方式為：第一構(gòu)件通過(guò)第I轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二構(gòu)件聯(lián)接，第二構(gòu)件兩端分別通過(guò)第II轉(zhuǎn)動(dòng)副、第III轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿、第二連桿聯(lián)接，第一連桿另一端通過(guò)第IV轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三構(gòu)件一端聯(lián)接，第二連桿另一端通過(guò)第V轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三構(gòu)件另一端聯(lián)接，第三構(gòu)件通過(guò)第VI轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四構(gòu)件聯(lián)接，第一連桿與第二連桿平行等長(zhǎng)；支鏈的第二種組成與聯(lián)接方式為：第1構(gòu)件通過(guò)第I虎克鉸、第II虎克鉸與第1連桿、第2連桿聯(lián)接，第1連桿另一端通過(guò)第III虎克鉸與第2構(gòu)件聯(lián)接，第2連桿另一端通過(guò)第IV虎克鉸與第2構(gòu)件聯(lián)接，第1連桿與第2連桿平行等長(zhǎng)。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：

1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)均安裝在機(jī)架上，桿件做成輕桿，機(jī)構(gòu)重量輕、剛性好、慣量小、動(dòng)力學(xué)性能好；

2、機(jī)構(gòu)的平動(dòng)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)分別由不同的支鏈單獨(dú)控制，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆問(wèn)題求解容易，控制方便；

3、安裝上不同的末端執(zhí)行器，本機(jī)構(gòu)可應(yīng)用到裝配、焊接、姿態(tài)調(diào)整和定位設(shè)備、激光、醫(yī)用等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明第二種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明第一種支鏈結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明第二種支鏈結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖中，1、靜平臺(tái)?2、第一伺服電機(jī)3、第二伺服電機(jī)4、第三伺服電機(jī)?5、第四伺服電機(jī)?6、第一轉(zhuǎn)動(dòng)副?7、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副?8、第五轉(zhuǎn)動(dòng)副?9、第七轉(zhuǎn)動(dòng)副?10、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副?11、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副?12、第六轉(zhuǎn)動(dòng)副?13、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副?14、動(dòng)平臺(tái)?15、第一構(gòu)件?16、第I轉(zhuǎn)動(dòng)副?17、第二構(gòu)件18、第II轉(zhuǎn)動(dòng)副19、第III轉(zhuǎn)動(dòng)副?20、第一連桿?21、第二連桿22、第IV轉(zhuǎn)動(dòng)副?23、第V轉(zhuǎn)動(dòng)副?24、第三構(gòu)件25、第VI轉(zhuǎn)動(dòng)副26、第四構(gòu)件?27、第1構(gòu)件28、第I虎克鉸?29、第II虎克鉸?30、第1連桿?31、第2連桿??32、第III虎克鉸??33、第IV虎克鉸??34、第2構(gòu)件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。