[發明專利]一種驅動方式可變的連桿支鏈及含該支鏈的并聯機構

有效

• 申請號: 201711449714.0
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108127686B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 邵珠峰;張兆坤;王立平;唐曉強;鄧豪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02;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

1.一種驅動方式可變的連桿支鏈，包括支撐單元、驅動單元、驅動模式切換單元和平行四邊形支鏈，其特征在于：

所述支撐單元包括支撐板(12)、軸承座I(5)和軸承座II(7)，軸承座I(5)和軸承座II(7)用于安裝驅動單元和驅動模式切換單元；

所述驅動單元由伺服電機(11)、電機罩(10)和中心轉軸(23)組成，伺服電機外殼體(112)與電機罩(10)固聯，電機罩(10)實現與支撐板(12)或下連桿(3)的聯接，電機輸出軸(111)通過聯軸器(24)與中心轉軸(23)連接，中心轉軸(23)實現與下連桿(3)或上連桿(4)的聯接；

所述驅動模式切換單元由驅動切換器件組成，驅動切換器件采用若干組電磁離合器和若干組電磁制動器；

所述平行四邊形支鏈包含下連桿(3)、上連桿(4)、輔助桿(2)和輸出桿(1)，四根桿件連接形成平行四邊形，其中上連桿(4)與輸出桿(1)平行，下連桿(3)與輔助桿(2)平行且長度相等，下連桿(3)一端連接驅動單元，一端連接輸出桿(1)，上連桿(4)一端連接驅動單元，一端連接輔助桿(2)，輔助桿(2)一端連接上連桿(4)，一端連接輸出桿(1)，輸出桿(1)末端通過各類運動副連接動平臺；

驅動單元與驅動模式切換單元同軸串聯安裝在支撐單元上，平行四邊形支鏈一端與驅動單元和驅動模式切換單元連接，另一端向外輸出，用于連接末端執行器。

2.根據權利要求1所述的一種驅動方式可變的連桿支鏈，其特征在于，其驅動模式切換單元采用兩組電磁離合器即電磁離合器I(6)和電磁離合器II(8)，兩組電磁制動器即電磁制動器I(9)和電磁制動器II(13)；通過切換電磁離合器I(6)和電磁離合器II(8)的接合與分離，實現中心轉軸(23)與下連桿(3)或上連桿(4)聯接及其切換，通過切換電磁制動器I(9)和電磁制動器II(13)的接合與分離狀態，實現電機罩(10)與支撐板(12)或下連桿(3)的聯接及其切換；通過改變電機罩(10)和中心轉軸(23)與不同部件的聯接方式來改變電機驅動力矩和反作用力矩的作用位置，從而實現對平行四邊形支鏈中不同桿件的驅動，達到改變支鏈驅動方式的目的。

3.根據權利要求1所述的一種驅動方式可變的連桿支鏈，其特征在于，該支鏈能夠實現三種驅動模式，分別為：

所述電磁離合器I(6)分離、電磁離合器II(8)接合、電磁制動器I(9)分離且電磁制動器II(13)接合，中心轉軸(23)與下連桿(3)固聯，電機罩(10)與支撐板(12)固聯，驅動力矩作用于下連桿(3)，反作用力矩作用于支撐板(12)，驅動下連桿(3)的絕對轉角，實現驅動模式a；

所述電磁離合器I(6)接合、電磁離合器II(8)分離、電磁制動器I(9)分離且電磁制動器II(13)接合，中心轉軸(23)與上連桿(4)固聯，電機罩(10)與支撐板(12)固聯，驅動力矩作用于上連桿(4)，反作用力矩作用于支撐板(12)，驅動上連桿(4)的絕對轉角，此種方式等價于驅動輸出桿(1)的絕對轉角，實現驅動模式b；

所述電磁離合器I(6)接合、電磁離合器II(8)接合、電磁制動器I(9)接合且電磁制動器II(13)分離，中心轉軸(23)與上連桿(4)固聯，電機罩(10)與下連桿(3)固聯，驅動力矩作用于上連桿(4)，反作用力矩作用于下連桿(3)，驅動上連桿(4)與下連桿(3)間的相對轉角，此種方式等價于將電機置于下連桿(3)和輸出桿(1)的連接關節上，實現驅動模式c。

4.根據權利要求1所述的一種驅動方式可變的連桿支鏈，其特征在于，所述由連桿組成的平行四邊形運動傳遞支鏈有兩種安裝模式，將輔助桿(2)安裝于下連桿(3)內側，形成內裝模式；或將輔助桿(2)安裝于下連桿(3)外側，形成外裝模式。

5.一種包含如權利要求1到4任一所述的驅動方式可變的連桿支鏈的變驅動平面5R并聯機構，其特征在于，包括兩組驅動方式可變的連桿支鏈、第一靜平臺(34)和第一支撐腳(33)，兩組驅動方式可變的連桿支鏈的輸出桿(1)末端通過轉動副連接，形成第一動平臺(35)。

6.根據權利要求5所述的變驅動平面5R并聯機構，其特征在于，通過兩組驅動方式可變的連桿支鏈驅動方式的組合，實現9種驅動模式。