[發明專利]一種驅動關節可變的RRR并聯機構支鏈裝置

有效

• 申請號: 201610803243.8
• 申請日: 2016-09-05
• 公開（公告）號: CN106272350B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 邵珠峰;關立文;袁偉濤;王立平;張兆坤;鄧豪;劉志遠
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種驅動關節可變的RRR并聯機構支鏈裝置，包括本體機構、驅動單元(2)和傳動部分，其特征在于：

所述本體機構包括靜平臺(1)、轉動關節Ⅰ、桿Ⅰ(6)、轉動關節Ⅱ、桿Ⅱ(13)及轉動關節Ⅲ，靜平臺(1)通過轉動關節Ⅰ連接桿Ⅰ(6)的一端，桿Ⅰ(6)的另一端通過轉動關節Ⅱ連接桿Ⅱ(13)的一端，桿Ⅱ(13)的另一端設置有轉動關節Ⅲ；

驅動單元(2)由電機、減速器和聯軸器組成，作用于轉動關節Ⅰ、轉動關節Ⅱ及轉動關節Ⅲ；

傳動部分分為三個傳動組，為傳動組Ⅰ、傳動組Ⅱ和傳動組Ⅲ，分別作用于轉動關節Ⅰ、轉動關節Ⅱ及轉動關節Ⅲ；

所述傳動組Ⅰ為離合器Ⅰ(3)，主動件與驅動單元(2)輸出端連接，從動件與轉動關節Ⅰ連接；

所述傳動組Ⅱ由傳動系統和離合器Ⅱ(10)組成，傳動系統將離合器Ⅰ(3)主動件的運動傳遞至離合器Ⅱ(10)的主動件，離合器Ⅱ(10)的從動件與轉動關節Ⅱ連接；

所述傳動組Ⅲ為傳動齒輪Ⅲ(11)和離合器Ⅲ(12)，傳動齒輪Ⅲ(11)與離合器Ⅱ(10)同軸連接，與離合器Ⅲ(12)的主動件嚙合，離合器Ⅲ(12)的從動件與桿Ⅱ( 13) 連接；

通過控制各傳動部分的狀態，實現支鏈驅動模式的切換。

2.根據權利要求1所述驅動關節可變的RRR并聯機構支鏈裝置，其特征在于，所述傳動組Ⅱ中的傳動系統為同步帶和傳動齒輪系統，或齒輪傳動系統。

3.根據權利要求1所述驅動關節可變的RRR并聯機構支鏈裝置，其特征在于，所述傳動組Ⅱ中的傳動系統包括傳動齒輪Ⅰ(4)、同步帶輪Ⅰ(5)、同步帶(7)、傳動齒輪Ⅱ(8)和同步帶輪Ⅱ(9)，其中，傳動齒輪Ⅰ(4)與離合器Ⅰ(3)的主動件嚙合，傳動齒輪Ⅰ(4)和傳動齒輪Ⅱ(8)均通過軸承與桿Ⅰ(6)連接，同步帶輪Ⅰ(5)與傳動齒輪Ⅰ(4)同軸運動，同步帶輪Ⅱ(9)與傳動齒輪Ⅱ(8)同軸運動，傳動齒輪Ⅱ(8)與離合器Ⅱ(10)的主動件嚙合。

4.根據權利要求1所述驅動關節可變的RRR并聯機構支鏈裝置，其特征在于，所述的本體機構、驅動單元(2)、傳動組Ⅰ和傳動組Ⅱ連接形成支鏈Ⅰ，實現支鏈兩種驅動模式切換：

驅動模式Ⅰ，離合器Ⅰ(3)吸附，離合器Ⅱ(10)分離，驅動單元(2)直接驅動轉動關節Ⅰ，其余傳動組上所有齒輪均空轉；

驅動模式Ⅱ，離合器Ⅰ(3)分離，離合器Ⅱ(10)吸附，轉動關節Ⅰ與驅動單元(2)脫離，驅動單元(2)輸出力矩通過傳動組Ⅱ傳遞到轉動關節Ⅱ，實現轉動關節Ⅱ的驅動。

5.根據權利要求1所述驅動關節可變的RRR并聯機構支鏈裝置，其特征在于，所述的本體機構、驅動單元(2)、傳動組Ⅰ、傳動組Ⅱ、傳動組Ⅲ連接形成支鏈Ⅱ，實現支鏈三種驅動模式切換：

驅動模式Ⅰ，離合器Ⅰ(3)吸附，離合器Ⅱ(10)、離合器Ⅲ(12)分離，驅動單元(2)驅動轉動關節Ⅰ運動；

驅動模式Ⅱ，離合器Ⅱ(10)吸附，離合器Ⅰ(3)、離合器Ⅲ(12)分離，驅動單元(2)驅動桿轉動關節Ⅱ；

驅動模式Ⅲ，離合器Ⅲ(12)吸附，離合器Ⅰ(3)、離合器Ⅱ(10)分離，驅動單元(2)驅動桿Ⅱ(13)。

6.根據權利要求1所述驅動關節可變的RRR并聯機構支鏈裝置，其特征在于，

在所述桿Ⅱ(13)上添加由傳動系統和離合器組成的與傳動組Ⅱ形式一致的傳動組Ⅳ，即在桿Ⅱ(13)轉動關節Ⅱ和轉動關節Ⅲ之間添加傳動系統，在轉動關節Ⅲ添加離合器，兩個傳動齒輪分別于離合器Ⅲ(12)和轉動關節Ⅲ處與離合器嚙合，可實現驅動轉動關節Ⅲ，即驅動模式Ⅳ；

在動平臺連接處添加由傳動齒輪和離合器組成的與傳動組Ⅱ形式一致的傳動組Ⅴ，傳動齒輪固定于轉動關節Ⅲ處離合器上，動平臺上添加與離合器Ⅲ形式一致的離合器Ⅴ，傳動齒輪同離合器Ⅴ嚙合驅動單元(2)直接驅動動平臺，實現驅動模式Ⅴ。

7.根據權利要求6所述驅動關節可變的RRR并聯機構支鏈裝置，其特征在于，依據傳動組Ⅰ、傳動組Ⅱ、傳動組Ⅲ的裝配方式，在平面5R機構支鏈轉動關節Ⅰ處添加傳動組Ⅰ，桿Ⅰ上添加傳動組Ⅱ，轉動關節Ⅱ添加傳動組Ⅲ，組成驅動可變的平面5R并聯機構。

8.根據權利要求6所述驅動關節可變的RRR并聯機構支鏈裝置，其特征在于，依據傳動組Ⅰ、傳動組Ⅱ、傳動組Ⅲ、傳動組Ⅳ、傳動組Ⅴ的裝配方式，在平面3-3R并聯機構支鏈轉動關節Ⅰ處添加傳動組Ⅰ，桿Ⅰ上添加傳動組Ⅱ，轉動關節Ⅱ添加傳動組Ⅲ，桿Ⅱ(13)上添加傳動組Ⅳ，動平臺上添加傳動組Ⅴ，組成驅動可變的平面3-3R并聯機構，或多條支鏈組合組成各類帶有RRR支鏈的驅動可變的并聯機構。