[發(fā)明專利]一種具有耦合分支的兩轉(zhuǎn)動(dòng)兩移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110576241.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113319823B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫如風(fēng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東管理學(xué)院
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 王之懷;王洪新

本發(fā)明涉及一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)。技術(shù)方案是：一種具有耦合分支的兩轉(zhuǎn)動(dòng)兩移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括基座、動(dòng)平臺(tái)以及分別并聯(lián)連接在基座與動(dòng)平臺(tái)之間的第一分支、第二分支和第三分支；其特征在于：該并聯(lián)機(jī)構(gòu)還包括連接在第一分支與第二分支之間的第四分支；所述第一分支包括依序連接于基座與動(dòng)平臺(tái)之間的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第一移動(dòng)副以及第一虎克鉸；所述第二分支包括依序連接于基座與動(dòng)平臺(tái)之間的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二移動(dòng)副以及第二虎克鉸；所述第三分支包括依序連接于基座與動(dòng)平臺(tái)之間的第一球副、第三移動(dòng)副以及第二球副；所述第四分支包括依序連接于第一移動(dòng)副與第二移動(dòng)副之間的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四移動(dòng)副以及第四轉(zhuǎn)動(dòng)副。該并聯(lián)機(jī)構(gòu)能夠減小運(yùn)行中的奇異位形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)，具體是一種具有耦合分支的兩轉(zhuǎn)動(dòng)兩移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)通過(guò)兩條以上的分支與基座相連，具有多閉環(huán)結(jié)構(gòu)。由于其結(jié)構(gòu)具有剛度好、負(fù)載能力高、操作速度快等優(yōu)點(diǎn)，在分揀、運(yùn)動(dòng)模擬等領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，各分支獨(dú)立地支撐動(dòng)平臺(tái)，容易產(chǎn)生奇異位形、剛度退化等問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，學(xué)者們?cè)诓⒙?lián)機(jī)構(gòu)的分支間添加耦合分支，提出了廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)的概念。相較于傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，具有耦合分支的廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)在剛度、精度等方面更具優(yōu)勢(shì)。

在眾多少自由度機(jī)構(gòu)中，動(dòng)平臺(tái)輸出兩轉(zhuǎn)動(dòng)兩移動(dòng)運(yùn)動(dòng)(2R2T)的機(jī)構(gòu)一直被廣泛關(guān)注，這類機(jī)構(gòu)在加工機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、醫(yī)療手術(shù)器械等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。目前，針對(duì)單獨(dú)的含耦合分支的廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)以及單獨(dú)的2R2T并聯(lián)機(jī)構(gòu)已有較多研究，而含耦合分支的2R2T并聯(lián)機(jī)構(gòu)尚未見(jiàn)相關(guān)研究。因此，需要設(shè)計(jì)一種新型的具有耦合分支的2R2T并聯(lián)機(jī)構(gòu)，以便在兼顧2R2T并聯(lián)機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的條件下，有效地提升并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種具有耦合分支的兩轉(zhuǎn)動(dòng)兩移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)在空間中應(yīng)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和兩個(gè)移動(dòng)的位姿變換，并應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、減小機(jī)構(gòu)的奇異位形、提升機(jī)構(gòu)剛度的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種具有耦合分支的兩轉(zhuǎn)動(dòng)兩移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括基座、動(dòng)平臺(tái)以及分別并聯(lián)連接在基座與動(dòng)平臺(tái)之間的第一分支、第二分支和第三分支；其特征在于：該并聯(lián)機(jī)構(gòu)還包括連接在第一分支與第二分支之間的第四分支；

所述第一分支包括依序連接于基座與動(dòng)平臺(tái)之間的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第一移動(dòng)副以及第一虎克鉸；所述第二分支包括依序連接于基座與動(dòng)平臺(tái)之間的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二移動(dòng)副以及第二虎克鉸；所述第三分支包括依序連接于基座與動(dòng)平臺(tái)之間的第一球副、第三移動(dòng)副以及第二球副；所述第四分支包括依序連接于第一移動(dòng)副與第二移動(dòng)副之間的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四移動(dòng)副以及第四轉(zhuǎn)動(dòng)副；

所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第一虎克鉸的第一轉(zhuǎn)軸以及第二虎克鉸的第一轉(zhuǎn)軸軸線相互平行；所述第一虎克鉸的第二轉(zhuǎn)軸以及第二虎克鉸的第二轉(zhuǎn)軸軸線同軸布置。

所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)副中心與第一球副中心之間的距離，等于第二轉(zhuǎn)動(dòng)副中心與第一球副中心之間的距離。

所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)副中心與第一球副中心之間的連線，垂直于第二轉(zhuǎn)動(dòng)副中心與第一球副中心之間的連線。

所述第一虎克鉸中心與第二球副中心之間的距離，等于第二虎克鉸中心與第二球副中心之間的距離。

所述第一虎克鉸中心與第二球副中心之間的連線，垂直于第二虎克鉸中心與第二球副中心之間的連線。

所述第一虎克鉸中心與第三轉(zhuǎn)動(dòng)副中心之間的距離，等于第二虎克鉸中心與第四轉(zhuǎn)動(dòng)副中心之間的距離。