[發明專利]一種運動模式可變的二自由度并聯機械手腕

有效

• 申請號: 201410146578.8
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103909526A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 于靖軍;孔憲文;吳鈧;曠靜
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

1.一種運動模式可變的二自由度并聯機械手腕，其特征在于：包括固定基座，運動平臺以及三條條運動支鏈；

所述固定基座為三個定軸構成，三個定軸的軸線交于一點N，且相鄰定軸軸線間的夾角相等；三個定軸的另一端為轉動端，分別與三條運動支鏈相連形成轉動副；

所述運動平臺為三個動軸構成，三個動軸軸線交于一點M，且相鄰動軸軸線間的夾角相等；三個動軸的另一端為轉動端，分別與三條運動支鏈相連形成轉動副；

其中，固定基座和運動平臺分別位于上下位置，通過軸向均布的三條運動支鏈相連。

上述固定基座與運動平臺中，令三個定軸和三個動軸與線段MN間的夾角均為θ，當0＜θ＜90°時，三個定軸均朝下傾斜；三個動軸均朝上傾斜設置；此時，固定基座與運動平臺均為空間結構；當θ＝90°時，三個定軸在同一平面上；三個動軸在同一平面上；此時，固定基座與運動平臺均為平面結構；

所述運動支鏈包括上連桿、中連桿和下連桿；其中，上連桿和下連桿均為弧形桿，兩端均開有貫穿桿件內外兩側的轉動副連接孔，且上連桿和下連桿上的轉動副連接孔軸線分別與上連桿、下連桿軸線相交且垂直；中連桿兩端外側設計有連接軸，連接軸的軸線垂直于中連桿且相互平行；下連桿一端轉動副連接孔與中間連桿另一端的連接軸構成轉動副；上述下連桿一端轉動副連接孔與固定基座中的定軸轉動副連接，構成轉動副；下連桿另一端轉動副連接孔與中連桿另一端連接軸相連，形成轉動副；上連桿一端轉動副連接孔與運動平臺的動軸連接端相連，形成轉動副；上連桿另一端轉動副連接孔與中連桿一端的連接軸相連，形成轉動副；

上述結構運動支鏈可具有三種構型，具體為：

構型A：上連桿與下連桿均位于中連桿同側；

構型B：上連桿位于中連桿左側，下連桿位于中連桿右側；

構型C：上連桿位于中連桿右側，下連桿位于中連桿左側；

上述固定基座和運動平臺同時采用空間結構或平面結構，分別位于上下位置，通過上述3種構型運動支鏈相連；且需滿足：

a、下連桿和固定基座間的轉動副轉動軸線，與下連桿和中連桿間的轉動副轉動軸線垂直交于點B；

b、上連桿和運動平臺間的轉動副轉動軸線，與上連桿和中連桿間的轉動副轉動軸線垂直交于點A；

c、上連桿和中連桿間的轉動副轉動軸線，與下連桿和中連桿間的轉動副轉動軸線平行；

d、三條運動支鏈與固定基座與運動平臺連接后，點B與固定基座中心點重合，點A與運動平臺中心點重合。

2.如權利要求1所述一種運動模式可變的二自由度并聯機械手腕，其特征在于：所述固定基座與運動平臺均采用空間結構，反向設置，三條運動支鏈均采用上述三種構型中構型A，此時，運動平臺的運動為繞著固定基座中心點的二自由度轉動。固定基座與運動平臺均采用空間結構，反向設置，三條運動支鏈均采用上述三種構型中構型B或構型C，此時，運動平臺的運動為繞著固定基座中心點的二自由度平移。

3.如權利要求1所述一種運動模式可變的二自由度并聯機械手腕，其特征在于：所述固定基座與運動平臺均采用平面結構，相互平行對稱設置，三條運動支鏈均采用構型A；三條運動支鏈中上連桿與下連桿均同向安裝。

4.如權利要求1所述一種運動模式可變的二自由度并聯機械手腕，其特征在于：所述固定基座與運動平臺均采用平面結構，相互平行對稱設置，三條運動支鏈均采用構型A；其中，兩條運動支鏈中的上連桿與下連桿同向安裝，另一條運動支鏈中的上連桿與下連桿反向安裝。

5.如權利要求1所述一種運動模式可變的二自由度并聯機械手腕，其特征在于：所述固定基座與運動平臺均采用平面結構，平行設置，且固定基座的定軸與運動平臺的動軸軸線交錯，三條運動支鏈均采用構型B。

6.如權利要求1所述一種運動模式可變的二自由度并聯機械手腕，其特征在于：所述固定基座與運動平臺均采用平面結構，平行設置，且固定基座的定軸與運動平臺的動軸軸線交錯，三條運動支鏈均采用構型C。

7.如權利要求1所述一種運動模式可變的二自由度并聯機械手腕，其特征在于：所述固定基座與運動平臺均為平面結構，相互平行設置，且固定基座的定軸與運動平臺的動軸軸線交錯，三條運動支鏈中兩條采用構型B，一條采用構型C。

8.如權利要求1所述一種運動模式可變的二自由度并聯機械手腕，其特征在于：所述固定基座與運動平臺均為平面結構，相互平行設置，且固定基座的定軸與運動平臺的動軸軸線交錯，三條運動支鏈中兩條采用構型C，一條采用構型B。