[發明專利]一類運動學相同的過約束兩轉并聯機構

有效

• 申請號: 202010048645.8
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111085986B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 胡波;趙金君;張達;徐璐洲;王凱;謝騰飛
• 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: 韓燕

本發明涉及一類運動學相同的過約束兩轉并聯機構，其包括基座、動平臺以及連接基座和動平臺的四條分支，基座和動平臺均為等邊三角形，第一分支、第二分支和第三分支的兩端分別與基座和動平臺的各端點連接，第四分支的兩端分別與基座和動平臺的中心點連接，第一分支和第三分支均由第一轉動副、第一連桿、第二轉動副、第二連桿和第一球副構成RRS串聯分支，第二分支由第三轉動副、第一移動副、第一萬向鉸、第三連桿和第四轉動副構成RPUR串聯分支，第四分支由第二球副、第四連桿和第五轉動副構成SR串聯分支。本發明并聯機構轉動空間大，剛度高，可用于導彈發射架等定位設備。

技術領域

本發明屬于并聯機構領域，特別是涉及一類運動學相同的過約束兩轉并聯機構。

背景技術

兩轉并聯機構具有廣泛的應用前景，可用于衛星追蹤、醫療器械、運動模擬、平臺姿態調整等領域。兩轉并聯機構包括過約束和非過約束兩種形式。目前，關于非過約束兩轉并聯機構的研究較深入，如中國專利CN200610102017.3，CN201610303875.8，CN201610989566.0，CN2016109895660提出的機構結構簡單，轉動靈活，但與過約束兩轉并聯機構相比剛度較小；中國專利CN201310600845.X提出的兩轉動過約束并聯機構，運動完全解耦，容易控制。

并聯機構中有一類運動學相同，但結構和性能各異的機構，此類機構被稱為運動等效機構，運動等效機構不僅能豐富并聯機構的構型，而且在實際應用中給設計者提供更多的有效選擇。中國專利201410468846.8提出一類基于Tricept機構的運動等效機構，此類機構保留了Tricept機構的優良運動特性，提供了具有等效Tricept機構運動的更多構型，有望獲得性能更加優異的機構。但目前還未發現運動學相同的過約束兩轉并聯機構的相關專利。

發明內容

針對以上情況，本發明克服了現有技術的不足，提出了一類剛度高、工作空間較大、轉軸相互垂直、易于控制標定、運動學相同結構不同的過約束兩轉并聯機構。

本發明采用的技術方案是，一類運動學相同的過約束兩轉并聯機構，其包括基座、動平臺以及連接基座和動平臺的四條分支，所述基座和動平臺均為等邊三角形，且連接所述基座和動平臺的四條分支包括第一分支、第二分支、第三分支和第四分支，所述第一分支、第二分支和第三分支的兩端分別與所述基座和動平臺的各端點連接，所述第四分支的兩端分別與所述基座和動平臺的中心點連接，所述第一分支和第二分支為驅動分支，且所述第一分支中的第一轉動副和第二分支中的第一移動副均為驅動副；所述第一分支和第三分支均由第一轉動副、第一連桿、第二轉動副、第二連桿和第一球副構成RRS串聯分支，所述第一連桿的第一端通過所述第一轉動副與所述基座相連，所述第一連桿的第二端通過所述第二轉動副與所述第二連桿的第一端相連，且所述第一連桿和第二連桿均垂直于所述第二轉動副軸線，所述第一轉動副軸線平行于所述第二轉動副軸線，所述第二連桿的第二端通過所述第一球副與所述動平臺相連；所述第二分支由第三轉動副、第一移動副、第一萬向鉸、第三連桿和第四轉動副構成RPUR串聯分支，所述第一移動副的第一端通過所述第三轉動副與所述基座相連，所述第一移動副的第二端與所述第一萬向鉸相連，所述第一轉動副軸線平行于所述第三轉動副軸線，所述第三轉動副軸線指向所述基座中心點，且垂直于所述第一移動副，所述第三轉動副軸線平行于所述第一萬向鉸的外側轉動副軸線，所述第三連桿的第一端與所述第一萬向鉸相連，所述第三連桿的第二端通過所述第四轉動副與所述動平臺相連，所述第一萬向鉸的內側轉動副軸線平行于所述第四轉動副軸線，且垂直于所述第三連桿，所述第四轉動副軸線平行于所述第一分支和第三分支中與所述動平臺連接點的連線；以及所述第四分支由第二球副、第四連桿和第五轉動副構成SR串聯分支，所述第四連桿的第一端通過所述第二球副與所述基座的中心點相連，所述第四連桿的第二端通過所述第五轉動副與所述動平臺的中心點相連，所述第五轉動副軸線平行于所述第四轉動副軸線，且垂直于與所述第四連桿。