[發明專利]一種二自由度平面平動并聯機構

有效

• 申請號: 202110167107.5
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN113001510B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 李振坤;于江濤
• 申請（專利權）人: 李振坤
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種二自由度平面平動并聯機構，包括機架、內滑塊、外滑塊、第一運動支鏈、第二運動支鏈和動平臺。兩個滑塊以相互垂直的移動副與機架連接，兩個運動支鏈結構尺寸相同，連接于內滑塊、外滑塊和動平臺之間。每個運動支鏈動包含四根桿，各桿之間、桿與滑塊之間、桿與動平臺之間均通過轉動副連接，轉動副鉸接點間距存在一定比例關系。本發明內滑塊和外滑塊作為驅動元件沿移動副移動時通過運動支鏈帶動動平臺在平面內平移，動平臺移動速度與兩滑塊合成運動速度比值恒定。

技術領域

二自由度平面平動并聯機構大多采用平行四邊形連桿約束動平臺的轉動實現二自由度平動，如專利CN1155458C、CN100395086C、?CN2741730Y，連接動平臺的連桿為僅受拉壓力的二力桿，在工作空間內機構剛度和輸入輸出間速度比變化大，只適用于輕小物體抓放，驅動電機能力得不到有效發揮。。

背景技術

二自由度平面平動并聯機構大多采用平行四邊形連桿約束動平臺的轉動實現二自由度平動，如專利CN1155458C、CN100395086C、?CN2741730Y，連接動平臺的連桿為僅受拉壓力的二力桿，在工作空間內機構剛度和輸入輸出間速度比變化大，只適用于輕小物體抓放，驅動電機能力得不到有效發揮。

發明內容

本發明針對現有機構的不足，提供了一種二自由度平面平動并聯機構，包括機架、內滑塊、外滑塊、第一運動支鏈、第二運動支鏈和動平臺。內滑塊與機架通過移動副連接，外滑塊與機架通過移動副連接，連接內滑塊和機架的移動副與連接外滑塊和機架的移動副方向相互垂直。內滑塊布置在外滑塊與動平臺之間，第一運動支鏈和第二運動支鏈分別分布在內滑塊、外滑塊、動平臺兩側，各自與內滑塊、外滑塊、動平臺通過轉動副連接。

所述第一運動支鏈與所述第二運動支鏈結構尺寸相同，每個運動支鏈包括第一主桿、第二主桿、第一副桿和第二副桿，其特征在于：第一主桿一端與外滑塊通過轉動副連接，第一主桿的另一端與第二主桿中部通過轉動副連接，第二主桿一端與動平臺通過轉動副連接，第二主桿另一端與第二副桿一端通過轉動副連接，第二副桿另一端與第一副桿一端通過轉動副連接，第一副桿另一端與內滑塊通過轉動副連接，第一副桿中部與第一主桿中部通過轉動副連接。上述所有轉動副軸線均相互平行，并與連接內滑塊的移動副、連接外滑塊的移動副垂直。第一主桿上與第一副桿連接的轉動副鉸接點與第一主桿兩端的轉動副鉸接點共線，該鉸接點與連接第一主桿、第二主桿的轉動副鉸接點之間距離等于第二副桿兩端轉動副鉸接點之間距離；第二主桿上與第一主桿的轉動副鉸接點與第二主桿兩端的轉動副鉸接點共線，該鉸接點與連接第二主桿、第二副桿的轉動副鉸接點之間距離等于連接第一副桿、第二副桿的轉動副鉸接點與連接第一主桿、第一副桿轉動副鉸接點之間距離。連接第一主桿、外滑塊的轉動副鉸接點與連接第一主桿、第一副桿的轉動副鉸接點之間距離與第一主桿兩端轉動副鉸接點之間距離的比值等于連接第一主桿、第一副桿轉動副鉸接點與連接第一副桿、內滑塊轉動副鉸接點之間距離與連接第一主桿、第二主桿的轉動副鉸接點與連接第二主桿、動平臺的轉動副鉸接點之間距離的比值。

所述外滑塊上的兩個鉸接點間距與所述內滑塊上的兩個鉸接點間距相等，并與所述動平臺上兩個鉸接點間距相等。

所述外滑塊上兩個鉸接點連線與所述內滑塊上兩個鉸接點連線相互平行，并與連接其中一個滑塊和機架的移動副方向平行。

采用上述技術方案的本發明，確定內滑塊和外滑塊作為驅動元件沿移動副移動時通過運動支鏈帶動動動平臺在平面內平移，動平臺安裝工具后可完成相應作業。與現有技術相比，其突出特點是：

（1）兩個滑塊作為驅動元件沿移動副移動時，動平臺會沿兩個滑塊的合成運動相關的方向移動，動平臺移動速度與兩滑塊合成運動速度比值恒定。

（2）與單個滑塊、動平臺連接的桿件數量少，桿件與鉸接點無干涉，機構工作空間大。

（3）連接動平臺的桿件可承受彎矩，在整體工作空間內可承受較大載荷。

附圖說明

圖1為本發明實施例機構簡圖；