[發(fā)明專(zhuān)利]一種新型空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310195843.7
• 申請(qǐng)日: 2013-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103286777A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋軼民;高浩;孫濤;董罡;齊楊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/08
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種可實(shí)現(xiàn)空間三轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)功能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

根據(jù)專(zhuān)利ZL200910054381、ZL201210182195.7等可知，現(xiàn)有的空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)主要有兩種實(shí)現(xiàn)形式：其一，機(jī)架與末端動(dòng)平臺(tái)之間通過(guò)兩(或三)條無(wú)約束運(yùn)動(dòng)支鏈及一條三自由度恰約束支鏈相連，支鏈上均設(shè)置驅(qū)動(dòng)裝置，每條支鏈可單獨(dú)在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于機(jī)架產(chǎn)生空間三轉(zhuǎn)動(dòng)；其二，采用兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)與單自由度轉(zhuǎn)頭串聯(lián)的形式。

此類(lèi)機(jī)構(gòu)存在的不足是：各支鏈結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜，支鏈內(nèi)各運(yùn)動(dòng)副布置較困難，對(duì)加工與裝配要求苛刻，制造成本高，末端執(zhí)行器的慣性較大，無(wú)約束支鏈與恰約束支鏈負(fù)載相差大，影響機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、承載能力高且工作空間大，可實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器空間三轉(zhuǎn)動(dòng)的一種新型空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的一種新型空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它包括機(jī)架，在所述的機(jī)架的上方設(shè)置有一個(gè)動(dòng)平臺(tái)，所述的機(jī)架呈正三角形對(duì)稱(chēng)布置結(jié)構(gòu)，在所述的機(jī)架的每一條三角形邊上均設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)向滑軌，第一、第二、第三主動(dòng)支鏈空間三對(duì)稱(chēng)分布于所述機(jī)架與動(dòng)平臺(tái)之間，所述的第一、第二、第三主動(dòng)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，每一個(gè)主動(dòng)支鏈包括與導(dǎo)向滑軌相連構(gòu)成直線移動(dòng)副的滑鞍，所述滑鞍與連桿的一端活動(dòng)相連，所述連桿的另一端通過(guò)具有三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的鉸鏈與所述動(dòng)平臺(tái)相連。

本發(fā)明的空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)有益效果是：模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造安裝，姿態(tài)能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)性能好。當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一、第二、第三主動(dòng)支鏈產(chǎn)生相同的運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)垂直于動(dòng)平臺(tái)法線方向的轉(zhuǎn)動(dòng)兼平動(dòng)的耦合運(yùn)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)三條主動(dòng)支鏈產(chǎn)生不同的輸入時(shí)，所述動(dòng)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)繞另外兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種新型空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2所示的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作結(jié)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)裝置部分示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作以詳細(xì)描述。

如圖所示本發(fā)明的一種新型空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它包括機(jī)架7，在所述的機(jī)架的上方設(shè)置有一個(gè)動(dòng)平臺(tái)1，所述的機(jī)架呈正三角形對(duì)稱(chēng)布置結(jié)構(gòu)，在所述的機(jī)架的每一條三角形邊上均設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)向滑軌，第一、第二、第三主動(dòng)支鏈空間三對(duì)稱(chēng)即彼此之間空間對(duì)稱(chēng)的分布于所述機(jī)架與動(dòng)平臺(tái)之間，所述的第一、第二、第三主動(dòng)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，每一個(gè)主動(dòng)支鏈包括與導(dǎo)向滑軌相連構(gòu)成直線移動(dòng)副的滑鞍，所述滑鞍與連桿的一端活動(dòng)相連，所述連桿的另一端通過(guò)具有三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的鉸鏈與所述動(dòng)平臺(tái)相連。

優(yōu)選的所述滑鞍與連桿的一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，所述轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與所述導(dǎo)向滑軌方向一致。當(dāng)然也可以在滑鞍上固定連接一個(gè)滑軌，連桿的一端為滑塊，所述的滑塊與滑軌滑動(dòng)相連構(gòu)成第一移動(dòng)副，所述的滑塊軸線與連桿軸線共線，同樣可實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的空間三轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選的所述的具有三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的鉸鏈為球鉸鏈。

下面再結(jié)合每一幅圖對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)說(shuō)明：

圖1中機(jī)架7呈正三角形對(duì)稱(chēng)布置結(jié)構(gòu)，所述第一主動(dòng)支鏈、第二主動(dòng)支鏈、第三主動(dòng)支鏈空間三對(duì)稱(chēng)分布于所述機(jī)架7與所述動(dòng)平臺(tái)1之間，所述機(jī)架7與所述第一主動(dòng)支鏈、第二主動(dòng)支鏈、第三主動(dòng)支鏈通過(guò)直線移動(dòng)副相連。所述直線移動(dòng)副可采用附圖所示導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)，即機(jī)架7上固定連接導(dǎo)向滑軌，主動(dòng)支鏈的一端設(shè)置滑鞍，所述導(dǎo)向滑軌與所述滑鞍配合形成直線移動(dòng)副。所述直線移動(dòng)副可采用直線電機(jī)，絲杠螺母結(jié)構(gòu)等形式。

所述第一主動(dòng)支鏈、第二主動(dòng)支鏈、第三主動(dòng)支鏈具有相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，均由滑鞍、轉(zhuǎn)動(dòng)副、連桿、球鉸鏈組成。所述球鉸鏈也可采用其他具有三轉(zhuǎn)動(dòng)能力的鉸鏈形式，如三個(gè)兩兩正交的轉(zhuǎn)動(dòng)副組成的鉸鏈等。

所述第一主動(dòng)支鏈由第一滑鞍6A、第一轉(zhuǎn)動(dòng)副5A、第一連桿4A、第一球鉸鏈3A組成。第一滑鞍6A與機(jī)架導(dǎo)向滑軌構(gòu)成直線移動(dòng)副，第一滑鞍6A通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副5A與第一連桿4A的一端相連，第一轉(zhuǎn)動(dòng)副5A軸線與相應(yīng)直線移動(dòng)副方向一致，第一連桿4A另一端通過(guò)第一球鉸鏈3A與動(dòng)平臺(tái)1相連。