[實用新型]一種四分支三自由度冗余驅動式并聯加工頭

有效

• 申請號: 201920994990.3
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN210998683U
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 趙星宇;魏忠武;王帥;董金剛;謝峰;張晨凱
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/12
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 任林沖

1.一種四分支三自由度冗余驅動式并聯加工頭，其特征在于：包括電主軸(1)、加工臺(2)、框架(16)、三個相同的驅動分支以及冗余驅動分支，所述驅動分支均包含電機-減速器模塊一(8)、轉盤一(6)、連桿一(5)、鉸座一(4)和鉸座二(3)，所述電機-減速器模塊一(8)通過第五轉動副(R₅)對轉盤一(6)進行轉動驅動，轉盤一(6)邊緣兩側設有一對耳軸，其通過第四轉動副(R₄)與連桿一(5)一端相鉸接，連桿一(5)的另一端通過第三轉動副(R₃)與鉸座一(4)相鉸接，鉸座一(4)與鉸座二(3)分別通過第一轉動副(R₁)和第二轉動副(R₂)進行鉸接，鉸座二(3)固連于加工臺(2)上，加工臺(2)中心裝有電主軸(1)；所述第一轉動副(R₁)、第二轉動副(R₂)和第三轉動副(R₃)的轉動軸線相互正交；

冗余驅動分支包括冗余驅動單元(9)和球鉸座(12)，冗余驅動單元(9)一端固連于框架(16)上，另一端通過球鉸鏈(S)與球鉸座(12)鉸接；

方案一：三個驅動分支呈中心對稱形式固連于框架(16)內側，且其沿框架(16)底面方向投影的中心線互成120°；所述冗余驅動分支的自身中心線在初始形態下與加工臺(2)中心線重合，其球鉸座(12)中心線始終與電主軸(1)中心線方向一致；

或方案二：三個驅動分支與一個冗余驅動分支呈中心對稱形式固連于框架(16)內側，且其沿框架(16)底面方向投影的相鄰兩中心線互相垂直。

2.根據權利要求1所述的一種四分支三自由度冗余驅動式并聯加工頭，其特征在于：所述冗余驅動單元(9)包括內框架(10)、伸縮桿(11)和電動缸缸體，所述內框架(10)外側耳軸與框架(16)通過第六轉動副(R₆)鉸接，內框架(10)內側與電動缸缸體外側的耳軸通過第七轉動副(R₇)鉸接，電動缸缸體與伸縮桿(11)通過移動副(P)進行冗余驅動，伸縮桿(11)一端通過球鉸鏈(S)與球鉸座(12)鉸接，球鉸座(12)固連于電主軸(1)的安裝座上。

3.根據權利要求2所述的一種四分支三自由度冗余驅動式并聯加工頭，其特征在于：所述冗余驅動分支第六轉動副(R₆)和第七轉動副(R₇)的軸線交點始終在框架(16)的軸向中心線上，電動缸缸體自身中心線在初始形態下與加工臺(2)中心線重合，其球鉸座(12)中心線始終與電主軸(1)中心線方向一致。

4.根據權利要求1所述的一種四分支三自由度冗余驅動式并聯加工頭，其特征在于：所述冗余驅動單元(9)包括電機-減速器模塊二(22)、轉盤二(17)、連桿二(18)、連桿三(19)、鉸座三(20)和鉸座四(21)，所述電機-減速器模塊二(22)通過第六轉動副(R₆)對轉盤二(17)進行轉動驅動，轉盤二(17)邊緣兩側設有一對耳軸，其通過第七轉動副(R₇)與連桿二(18)的一端相鉸接，連桿二(18)的另一端通過第八轉動副(R₈)與連桿三(19)的一端相鉸接，連桿三(19)的另一端通過第九轉動副(R₉)與鉸座三(20)相鉸接，鉸座三(20)與鉸座四(21)分別通過第十轉動副(R₁₀)和第十一轉動副(R₁₁)進行鉸接，鉸座四(21)固連于加工臺(2)上。

5.根據權利要求4所述的一種四分支三自由度冗余驅動式并聯加工頭，其特征在于：所述三個驅動分支與一個冗余驅動分支呈中心對稱形式固連于框架(16)內側，且沿框架(16)底面方向投影的相鄰兩中心線互相垂直；所述第七轉動副(R₇)和第八轉動副(R₈)的軸線互相垂直。

6.根據權利要求5所述的一種四分支三自由度冗余驅動式并聯加工頭，其特征在于：所述第九轉動副(R₉)、第十轉動副(R₁₀)和第十一轉動副(R₁₁)的軸線相互正交。