[發明專利]一種球面運動并聯機構

在審

• 申請號: 201810588111.7
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108608418A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 陳子明;高敏;尹濤;李艷文;魏雪丹
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/00
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

1.一種球面運動并聯機構，它包括八個連桿、兩個構件以及連接它們的運動副，其特征在于：所述八個連桿中有兩個或四個為齒輪連桿，該齒輪連桿的一端為齒輪，所述構件為兩側設有轉動軸線交于一點的轉動副，且中間設有轉動軸線垂直于中間平面的轉動副的連接件，第一連桿為固定連桿，其一端通過轉動副一與齒輪連桿一的一端連接，齒輪連桿一的齒輪端與齒輪連桿二的齒輪端嚙合，形成齒輪副一，且傳動比為1；構件一的上下兩端分別通過轉動副三和轉動副二與齒輪連桿二和齒輪連桿一的齒輪端連接；齒輪連桿二的另一端通過轉動副四與第二連桿的一端連接，第二連桿的另一端通過轉動副五與齒輪連桿三的一端連接，齒輪連桿三的齒輪端與齒輪連桿四的齒輪端嚙合，形成齒輪副二，且傳動比為1；構件二的上下分別通過轉動副六和轉動副七與齒輪連桿三和齒輪連桿四的齒輪端連接，齒輪連桿四的一另端通過轉動副八與第一連桿的另一端連接；第三連桿的一端通過轉動副九與構件一的中部連接，第三連桿的另一端通過轉動副十與第四連桿的一端連接，第四連桿的另一端通過轉動副十一與構件二的中部連接；構件一通過三自由度平面子鏈與構件二連接，所述三自由度平面子鏈由兩個連桿和三個運動副連接而成，三個運動副中，一個運動副為轉動副，另外兩個運動副分別為轉動副或移動副，轉動副的軸線相互平行且垂直于中間平面，移動副的移動中心線與轉動副的軸線相互垂直；轉動副一、二、三、四、五、六、七和八的軸線匯交于球面連桿的球心，即機構的轉動中心；構件一的上下兩個轉動副軸線分別與齒輪副一的上下兩個齒輪中心軸線重合，構件二的上下兩個轉動副軸線分別與齒輪副二的上下兩個齒輪中心軸線重合，第一連桿和第二連桿、齒輪連桿一和齒輪連桿二、齒輪連桿三和齒輪連桿四兩端轉動副軸線之間的夾角分別對應相等。

2.根據權利要求1所述的球面連桿運動裝置，其特征在于：所述三自由度平面子鏈由兩個連桿和三個運動副連接而成，三個運動副中，一個運動副為轉動副，另外兩個運動副分別為轉動副或移動副，且三自由度平面子鏈中轉動副的軸線相互平行，移動副的移動中心線與轉動副的軸線相互垂直；三自由度平面子鏈有以下7種組成形式：RRR、RPR、RRP、PRR、RPP、PRP、PPR，R代表轉動副，P代表移動副。

3.根據權利要求1所述的球面運動并聯機構，其特征在于：第一連桿與第二連桿的對稱面為中間平面，機構關于中間平面對稱，三自由度平面子鏈中的轉動副軸線垂直于中間平面；第一連桿和第二連桿、各齒輪連桿均為球面連桿，其球心在空間重合于一點，即為該機構的轉動中心。所述球面連桿為所有點都在以空間一點為球心的同心球面上的連桿。第一連桿和第二連桿、齒輪連桿一和齒輪連桿二、齒輪連桿三和齒輪連桿四兩端轉動副軸線之間的夾角分別對應相等。

4.根據權利要求1所述的球面運動并聯機構，其特征在于：去掉兩個齒輪副中的一個，轉動副六和轉動副七軸線間夾角為零或與原齒輪副兩個齒輪中心軸線間的夾角相等。

5.根據權利要求1所述的球面運動并聯機構，其特征在于：中間部分的三自由度平面子鏈替換成一個弧形移動副，該弧形移動副的移動中心線為位于中間平面上且以轉動中心為圓心的弧線。

6.根據權利要求1所述的球面運動并聯機構，其特征在于：將多個上述機構進行連接，連接后能夠將機構的運動放大，連接時可將前一機構的末端連桿與下一機構的固定連桿合并為一新的單元連接件，并且相鄰機構間通過齒輪嚙合進行運動的傳遞。