[發明專利]一種兩平移一轉動的部分解耦并聯機構

有效

• 申請號: 201910043572.0
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109571444B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 李艷文;王森;仲崇迪;欒英寶;梁文龍;于龍龍;李赫;李雙
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 孫建

本發明提供一種兩平移一轉動的部分解耦并聯機構，其包括動平臺、定平臺和連接動平臺和定平臺的多個運動支鏈，多個運動支鏈包括第一運動支鏈、第二運動支鏈以及第三運動支鏈，第一運動支鏈和第三運動支鏈分別對稱設置在動平臺和定平臺的兩側，第二運動支鏈設置在第一運動支鏈和第三運動支鏈之間，第一運動支鏈和第三運動支鏈均包括上連桿、中間連桿以及下連桿，第二運動支鏈包括上連桿和下連桿。本發明的平移轉動并聯機構具有結構簡單，機構制造裝配容易，傳動精度高以及成本低的優點。并且本機構屬于非對稱并聯機構，與對稱的并聯機構相比工作空間較大，運動靈活性好。

技術領域

本發明涉及并聯機構的領域，具體地涉及一種兩平移一轉動的部分解耦并聯機構。

背景技術

并聯機構是指動平臺與定平臺之間至少由兩個或兩個以上運動鏈相連,機構具有兩個或兩個以上自由度,且以并聯方式驅動的一種閉環機構。并聯機構與串聯機構相比具有剛度大、承載能力強、定位精度高、累計誤差小等優點并且結構相對緊湊。近年來被廣泛應用于航空航天領域的飛行運動模擬器、衛星天線、新型虛擬軸機床、力傳感器、醫療設備、航天器交會對接等眾多技術領域。

與6自由度并聯機構相比，少自由度并聯機構具有驅動件少、構件少、控制簡單方便、制造容易、價格低廉等優點，尤其是具有二平移一轉動的三自由度并聯機構在工業中應用比較廣泛。

但是現有的二平移一轉動的三自由度并聯機構大多結構復雜，制造成本高，實用性差。另外大部分并聯機構各驅動單元之間是耦合的,并且并聯機構的輸入與輸出之間是非線性的,這些導致了并聯機構運動學正解求解困難、控制復雜、標定困難、運動精度差。

發明內容

針對上述的問題，本發明提出一種兩平移一轉動的部分解耦并聯機構，其分支結構簡單，能實現轉動以及平移解耦，易于控制且承載能力強，并且，其屬于非對稱并聯機構，與對稱的并聯機構相比，其工作空間較大，運動靈活性好。

具體地，本發明提供一種兩平移一轉動的部分解耦并聯機構，其包括動平臺、定平臺和連接所述動平臺和定平臺的多個運動支鏈，多個運動支鏈包括第一運動支鏈、第二運動支鏈以及第三運動支鏈，

所述第一運動支鏈和所述第三運動支鏈分別對稱設置在動平臺和定平臺的兩側，所述第二運動支鏈設置在所述第一運動支鏈和第三運動支鏈之間，

第一運動支鏈和第三運動支鏈均包括上連桿、中間連桿以及下連桿，第二運動支鏈包括上連桿和下連桿，第一運動支鏈、第二運動支鏈和第三運動支鏈的上連桿分別與動平臺鉸接，第一運動支鏈和第三運動支鏈的上連桿、中間連桿以及下連桿之間分別轉動連接，第一運動支鏈和第三運動支鏈的下連桿分別通過一圓柱副與所述定平臺連接，第二運動支鏈的下連桿與所述定平臺鉸接。

優選地，所述第一運動支鏈上連桿的一個端部通過第一轉動副與所述動平臺鉸接，所述第一運動支鏈上連桿的另一端部通過第二轉動副與第一運動支鏈中間連桿的一個端部鉸接，所述第一運動支鏈中間連桿的另一端部通過第三轉動副與所述第一運動支鏈下連桿的一個端部相連，所述第一運動支鏈下連桿的另一端部通過第一圓柱副與所述定平臺連接。

優選地，所述第二轉動副、第三轉動副以及第一圓柱副軸線相互平行，所述第二轉動副、第三轉動副以及第一圓柱副軸線分別與第一轉動副的軸線相互垂直。

優選地，所述第二運動支鏈上連桿的一個端部通過第四轉動副與所述動平臺鉸接，所述第二運動支鏈上連桿的另一端部通過第五轉動副與第二運動支鏈下連桿的一個端部鉸接，所述第二運動支鏈下連桿的另一端部通過第六轉動副與所述定平臺鉸接。

優選地，所述第四轉動副、第五轉動副以及第六轉動副的軸線相互平行。