[發明專利]一種并聯被動柔順裝置

有效

• 申請號: 202010847787.0
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112223254B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 李成剛;陳飛翔;儲亞東;王劍;岳云雙
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

本發明公開了一種并聯被動柔順裝置，包括上平臺、下平臺、周邊分支、中間分支，所述周邊分支由周邊彈簧與彈簧固定組件組成，所述中間分支可包括圓柱副組件、胡克鉸鏈組件，也可包括移動副組件、球副組件組成，所述圓柱副組件或移動副組件內裝有中間彈簧，所述中間彈簧剛度較大，所述下平臺作為動平臺，其上端周邊與中間分別連接周邊分支與中間分支。本發明用于補償定位誤差，其下平臺具六自由度，由于中間彈簧剛度較大其移動較為緩慢，容易適應柔順裝配環境，提高定位精度。

技術領域

本發明涉及一種并聯被動柔順裝置。

背景技術

現有技術中存在的柔順機構或者柔順裝置，多結構復雜，可實現的自由度不高。柔順機構最好具有六自由度，不僅能夠補償定位誤差，而且可以提供一定的空間緩沖力，另外，多自由度可適應更多的誤差情況。公開號為CN1951645的中國專利中介紹了一種用于自動裝配或者對接系統的被動柔順機構，其具有調整范圍大、高柔性的特點，但其結構較為復雜，生產制造上較為困難，經濟成本高。公開號為CN105835084A的中國專利介紹了一種剛度可調的多維被動柔順裝置，其用粘度可調的液體實現剛度可調，其它多個維度上安裝彈簧，實現多個自由度的要求，但顯然其結構仍較為復雜，制造成本高。公開號為CN106695757A的中國專利介紹了一種空間三自由度并聯柔順操作裝置，其并聯機構的中間和周邊均設有分支，但周邊分支結構復雜，且整體僅具有三自由度，難以解決復雜的空間問題。公告號為CN206633003U的中國專利介紹了一種用于軸孔裝配的被動柔順裝置，其由三組彈簧連接上下平面組成，每組彈簧由兩個彈簧組成，由RCC改裝而成，功能較多，可調節柔順中心的位置、彎曲剛度等，但對于較簡單的裝配場合，不需要調節柔順中心的位置、彎曲剛度，不需要改變柔順中心等功能，故過多的功能反而使得結構復雜化。

1979年，D.E.Whitney提出并研制了RCC，即“遠中心柔順手腕”，并指出RCC最重要的特征是：在其下端空間存在柔順中心點，在該點上作用側向力，它只沿力的方向產生側移，而無伴隨的角位移，而作用在柔順中心的力矩，只會產生繞柔順中心沿力矩方向的角位移，而無伴隨的側向位移。RCC實質上是一個六自由度的彈簧機構系統，通過調整各彈簧的彈性和角度以得到不同大小的柔性。本發明在RCC的基礎上進行改進，特別加入了中間分支的設計，使得柔順機構的移動能力減弱，而不改變其轉動能力。

發明內容

發明目的：本發明要解決的技術問題是設計一種并聯被動柔順裝置，其要求結構簡單，且可實現六自由度運動。

技術方案：為實現上述目的，本發明可采用以下技術方案。

一種并聯被動柔順裝置，包括上平臺、下平臺、連接于上平臺與下平臺之間的若干周邊分支，還包括連接上平臺與下平臺之間的中間分支，所述若干周邊分支圍繞中間分支設置；每個周邊分支包括連接于上平臺下表面的上彈簧固定部、連接于下平臺上表面的下彈簧固定部、連接上彈簧固定部與下彈簧固定部的周邊彈簧；所述中間分支包括連接于上平臺下表面的上固定器、連接于下平臺上表面的下固定器、連接上固定器與下固定器的中間彈簧。

進一步的，所述中間分支還包括收容中間彈簧的管體，所述上固定器包括向下插入管體內部的軸并與管體形成移動副；所述下固定器包括連接于管體下方的球鉸。

或者，所述中間分支還包括收容中間彈簧的管體，所述上固定器包括向下插入管體內部的下軸、固定于上平臺下表面的下軸、連接上軸與下軸的軸套，且上軸、下軸與軸套形成圓柱副；所述下固定器包括連接于管體下方的胡克鉸鏈。

進一步的，周邊分支共三條，均勻分布在上下平臺的周邊，即接在平臺的各個角端，所述中間分支接于上下平臺的幾何中心，且各個分支在初始狀態均處于垂直狀態。

進一步的，上平臺與所述下平臺均為等邊三角形狀，且上平臺與下平臺形狀相同并上下結構對稱。

本發明的有益效果是：