[發(fā)明專利]一種A/B軸并聯(lián)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210514824.1
• 申請(qǐng)日: 2012-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN102990674A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙學(xué)滿;王攀峰;宋軼民;孫濤;董罡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J17/00
• 分類號(hào): B25J17/00;B23Q1/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種可應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)或機(jī)床附件的無伴隨運(yùn)動(dòng)的兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，機(jī)器人關(guān)節(jié)特別是腕關(guān)節(jié)多采用齒輪傳動(dòng)、串聯(lián)式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以安裝、制造成本高。

作為機(jī)床附件的二自由度轉(zhuǎn)頭亦多為串聯(lián)形式，其運(yùn)動(dòng)質(zhì)量大，剛度較差。專利CN100464946C提出一種并聯(lián)式A/B軸主軸頭結(jié)構(gòu)，克服了串聯(lián)式轉(zhuǎn)頭的不足，但其結(jié)構(gòu)非對(duì)稱，機(jī)構(gòu)所需安裝空間較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、無伴隨運(yùn)動(dòng)的A/B軸并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種A/B軸并聯(lián)機(jī)構(gòu)予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是：包括定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)以及連接所述定平臺(tái)與動(dòng)平臺(tái)之間的第一分支和第二分支；所述動(dòng)平臺(tái)包括主平臺(tái)和四個(gè)連桿，所述四個(gè)連桿通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接構(gòu)成一平面平行四邊形結(jié)構(gòu)，四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線垂直于該平面平行四邊形所在的平面；所述主平臺(tái)分別與所述平面平行四邊形的一組對(duì)邊連桿通過軸線垂直于所述平行四邊形平面的轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，且主平臺(tái)上兩轉(zhuǎn)動(dòng)副中心的連線平行于所述平面平行四邊形結(jié)構(gòu)的另一組對(duì)邊連桿；所述第一分支包括一個(gè)第一主動(dòng)臂和兩個(gè)等長(zhǎng)的第一從動(dòng)臂，所述第一主動(dòng)臂與所述定平臺(tái)通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，且作為主動(dòng)副為機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力；兩個(gè)第一從動(dòng)臂的一端與所述第一主動(dòng)臂通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，且兩個(gè)第一從動(dòng)臂與第一主動(dòng)臂之間轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)軸線同所述第一主動(dòng)臂與定平臺(tái)之間轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)軸線共面平行；兩個(gè)第一從動(dòng)臂的另一端分別通過三自由度球鉸鏈或者二自由度虎克鉸鏈與所述平面平行四邊形的一組對(duì)邊連桿鉸接；第一分支內(nèi)，所述第一主動(dòng)臂、兩個(gè)第一從動(dòng)臂和動(dòng)平臺(tái)構(gòu)成一組平面平行四邊形結(jié)構(gòu)，從而限制動(dòng)平臺(tái)沿所述主動(dòng)臂上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線方向平動(dòng)；所述第二分支包括一個(gè)第二主動(dòng)臂和兩個(gè)等長(zhǎng)的第二從動(dòng)臂；所述第二主動(dòng)臂與所述定平臺(tái)通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，且作為主動(dòng)副為機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力；兩個(gè)第二從動(dòng)臂的一端分別與所述第一主動(dòng)臂通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，且兩個(gè)第二從動(dòng)臂與第二主動(dòng)臂之間轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)軸線同所述第二主動(dòng)臂與定平臺(tái)之間轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)軸線共面平行；兩個(gè)第二從動(dòng)臂的另一端分別通過三自由度球鉸鏈或者二自由度虎克鉸鏈與所述平面平行四邊形的另一組對(duì)邊連桿鉸接；第二分支內(nèi)，所述第二主動(dòng)臂、兩個(gè)第二從動(dòng)臂和動(dòng)平臺(tái)構(gòu)成另一組平面平行四邊形結(jié)構(gòu)，從而限制動(dòng)平臺(tái)沿所述第二主動(dòng)臂上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線方向平動(dòng)；所述第一分支內(nèi)的平面平行四邊形結(jié)構(gòu)所在的平面與所述第二分支內(nèi)的平面平行四邊形結(jié)構(gòu)所在的平面相交；所述動(dòng)平臺(tái)上的四個(gè)鉸鏈中心共面；受到第一分支和第二分支內(nèi)的平面平行四邊形結(jié)構(gòu)的限制，所述動(dòng)平臺(tái)的一組對(duì)邊連桿上的兩鉸鏈中心連線與另一組對(duì)邊連桿上的兩鉸鏈中心連線的交點(diǎn)位置是固定的；通過控制第一主動(dòng)臂和第二主動(dòng)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的二維轉(zhuǎn)動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：動(dòng)平臺(tái)采用平行四邊形結(jié)構(gòu)，將第一、二兩個(gè)分支內(nèi)的平面平行四邊形結(jié)構(gòu)連接起來，限制了動(dòng)平臺(tái)的平動(dòng)自由度，且可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的定心轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明構(gòu)造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量小，便于裝配，易于控制，可用于機(jī)器人關(guān)節(jié)或機(jī)床附件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種A/B軸并聯(lián)機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的第一分支示意圖；

圖4為本發(fā)明的第二分支示意圖。

圖中：1-定平臺(tái)，2-動(dòng)平臺(tái)，2a-主平臺(tái)，2b~2e-連桿，3-第一分支，3a-第一主動(dòng)臂，3b、3c-第一從動(dòng)臂，4-第二分支，4a-第二主動(dòng)臂，4b、4c-第二從動(dòng)臂。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。

如圖1所示，本發(fā)明一種A/B軸并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括定平臺(tái)1、動(dòng)平臺(tái)2以及連接所述定平臺(tái)1與動(dòng)平臺(tái)2之間的第一分支3和第二分支4。

如圖2所示，所述動(dòng)平臺(tái)2包括主平臺(tái)2a和四個(gè)連桿2b~2e，所述四個(gè)連桿2b~2e通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接構(gòu)成一平面平行四邊形結(jié)構(gòu)，四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線垂直于該平面平行四邊形所在的平面；所述主平臺(tái)2a分別與所述平面平行四邊形的一組對(duì)邊連桿2b、2d通過軸線垂直于所述平行四邊形平面的轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，且主平臺(tái)2a上兩轉(zhuǎn)動(dòng)副中心的連線平行于所述平面平行四邊形結(jié)構(gòu)的另一組對(duì)邊連桿2c、2e。