專利名稱：用于并聯(lián)運動裝備的三自由度空間機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并聯(lián)運動裝備的執(zhí)行機構(gòu)，具體的說，是為并聯(lián)結(jié)構(gòu)的并聯(lián)運動振動篩、并聯(lián)運動娛樂設(shè)備、并聯(lián)機器人等提供一種新型的三自由度空間并聯(lián)機構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前最典型的傳統(tǒng)的振動篩主要是圓振動篩和直線振動篩，由慣性激振器來產(chǎn)生振動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其運動軌跡近似為圓或直線，由于均為一維運動，且振幅小(一般小于10mm)，物料翻轉(zhuǎn)不充分，篩孔易被“篩?！笨ㄗ?，從而導(dǎo)致篩分效率較低。
并聯(lián)運動娛樂設(shè)備或并聯(lián)機器人、并聯(lián)機床是指以并聯(lián)機構(gòu)為執(zhí)行機構(gòu)的裝置。目前的并聯(lián)機構(gòu)一般為傳統(tǒng)的Stewart機構(gòu)及其改進型，這種機構(gòu)主要由基座、運動平臺和連桿組成，基座和運動平臺之間由連桿相連，連桿兩端分別為球副和萬向節(jié)。該機構(gòu)通常有若干根連桿組成，但連桿的長度可調(diào)，通過控制連桿的長度，改變平臺在空間的位姿。但這類機構(gòu)有很多關(guān)鍵性技術(shù)沒能完全解決。如，(1)運動學(xué)正解困難；(2)運動平臺位姿是輸人的強耦合，不利于控制；(3)機構(gòu)復(fù)雜，使其工作空間較小；(4)制造高精度球副困難等。當(dāng)然，國內(nèi)外也提出發(fā)明了一些結(jié)構(gòu)簡單、制造相對容易的新型少自由度并聯(lián)機構(gòu)。
申請?zhí)?006100881264提供了一種用于并聯(lián)運動裝備的二自由度空間機構(gòu)，其平臺的輸出運動為一個獨立平移、一個獨立轉(zhuǎn)動以及一個非獨立轉(zhuǎn)動，其中的那個非獨立轉(zhuǎn)動是衍生的，為非可控制性，這樣，在需要有三個獨立自由度的場合，該機構(gòu)就不能完成相應(yīng)的工作，因此，為滿足各種不同需求的并聯(lián)運動裝備的發(fā)展和實用化，必須提供三個獨立自由度的并聯(lián)機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種獨立三自由度的空間并聯(lián)機構(gòu)，該機構(gòu)具有以下特點(1)機構(gòu)工作平臺具有獨立的一平移和二轉(zhuǎn)動運動輸出；(2)機構(gòu)存在過約束回路，其剛性好、結(jié)構(gòu)較簡單、制造容易；(3)運動學(xué)正解簡單，且存在控制解耦性。(4).三個原動件可獨立控制，以滿足各種所需要的空間運動規(guī)律。若該機構(gòu)作為振動篩框產(chǎn)生空間運動的主機構(gòu)時，能使篩分物料產(chǎn)生理想的空間運動規(guī)跡，即沿垂直方向上的一維直線運動以及沿其他二個平面軸的搖擺運動一個直線平動能使篩框中間的顆粒易跳起；而兩個搖擺運動使篩框邊沿的物料充分翻轉(zhuǎn)，減少了篩孔被“篩粒”卡住的現(xiàn)象，從而提高了各區(qū)段的篩分效率和整個篩機的生產(chǎn)率，克服了典型的傳統(tǒng)圓振動篩或直線振動篩上述缺點。并聯(lián)運動振動篩充分利用了并聯(lián)運動機構(gòu)固有的剛性好、振動度高、振動范圍大、動態(tài)性能好、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。
該機構(gòu)也可用于并聯(lián)運動娛樂設(shè)備、并聯(lián)機器人或并聯(lián)機床，產(chǎn)生所需的空間運動。總之，本發(fā)明為并聯(lián)運動振動篩、娛樂設(shè)備、并聯(lián)機器人或并聯(lián)機床等裝備提供了新機型。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實例對本發(fā)明的技術(shù)給予進一步地說明。
附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。它由動平臺1、靜平臺0、一條廣義支路和一條一般支路組成，廣義支路由一個具有五個單自由度轉(zhuǎn)動副R1、R2、R5、R4、R3組成的二自由度平面五桿機構(gòu)的連桿上再串聯(lián)一個轉(zhuǎn)動副R6組成，而一般支路由兩個球副S2、S1和一個單自由度的轉(zhuǎn)動副R7串聯(lián)而成；廣義支路的一端與動平臺1通過轉(zhuǎn)動副R6機械連接，另二端與靜平臺0通過轉(zhuǎn)動副R1、R3機械聯(lián)接；一般支路的一端與動平臺1通過球副S2連接，另一端與靜平臺0通過轉(zhuǎn)動副R7機械聯(lián)接；所說的動平臺上的二個端點R6和S2不在同一點上，所說的靜平臺0上的三個端點R1、R3、R7不在一條直線上，其中，轉(zhuǎn)動副R1、R3軸線需相互平行配置，而轉(zhuǎn)動副R7的軸線與轉(zhuǎn)動副R1、R3軸線無需相互平行。
靜平臺0上的轉(zhuǎn)動副R1、R3、R7可用移動副來替代，球副S2或S1也可用萬向節(jié)來替代。
控制靜平臺0上三個驅(qū)動關(guān)節(jié)R1、R3、R7的運動時，動平臺1就可獲得沿YOZ平面內(nèi)的一維運動軌跡、繞R2-R5連線的獨立轉(zhuǎn)動以及繞垂直于YOZ平面的X軸的獨立轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)一平移及二轉(zhuǎn)動的獨立輸出，該種并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及驅(qū)動控制等均可按常規(guī)機電技術(shù)進行設(shè)計和安裝?？蓾M足并聯(lián)運動振動篩、娛樂設(shè)備、并聯(lián)機器人或并聯(lián)機床等所需的空間運動。
權(quán)利要求
1.一種可用于并聯(lián)運動裝備的三自由度空間并聯(lián)機構(gòu)，由動平臺、靜平臺、一條廣義支路和一條一般支路組成，動平臺通過這二條支路與靜平臺聯(lián)接，形成空間并聯(lián)閉合回路；其特征在于廣義支路由一個具有五個單自由度運動副組成的二自由度平面五桿機構(gòu)的連桿上再串聯(lián)一個轉(zhuǎn)動副組成，而一般支路由兩個球副和一個單自由度的運動副串聯(lián)而成；其中廣義支路的一端與動平臺通過轉(zhuǎn)動副連接，另二端與靜平臺通過二個單自由度運動副聯(lián)接；而一般支路的一端與動平臺通過球副連接，另一端與靜平臺通過一個單自由度運動副聯(lián)接；所說的動平臺上的二個端點不在同一點上，所說的靜平臺上的三個端點不在一條直線上。
2.一種可用于并聯(lián)運動裝備的三自由度空間并聯(lián)機構(gòu)，由動平臺、靜平臺、一條廣義支路和一條一般支路組成，動平臺通過這二條支路與靜平臺聯(lián)接，形成空間并聯(lián)閉合回路；其特征在于廣義支路由一個具有五個單自由度運動副組成的二自由度平面五桿機構(gòu)的連桿上再串聯(lián)一個轉(zhuǎn)動副組成，而一般支路由一個球副、一個萬向節(jié)和一個單自由度的運動副串聯(lián)而成；其中廣義支路的一端與動平臺通過轉(zhuǎn)動副連接，另二端與靜平臺通過二個單自由度運動副聯(lián)接；而一般支路的一端與動平臺通過球副或萬向節(jié)連接，另一端與靜平臺通過一個單自由度運動副聯(lián)接；所說的動平臺上的二個端點不在同一點上，所說的靜平臺上的三個端點不在一條直線上。
全文摘要
用于并聯(lián)運動裝備(振動篩、娛樂設(shè)備、機床、機器人等)的三自由度空間并聯(lián)機構(gòu)，由動平臺、靜平臺、一條廣義支路和一條一般支路組成，動平臺通過廣義支路、一般支路與靜平臺聯(lián)接；廣義支路由一個具有五個單自由度運動副組成的平面五桿機構(gòu)的連桿上再串聯(lián)一個轉(zhuǎn)動副組成；而一般支路由兩個球副和一個單自由度的運動副串聯(lián)而成，而這二個球副之一也可用一個萬向節(jié)來替代?？刂旗o平臺上三個單自由度運動副的運動時，動平臺就可獲得一個獨立的平移及二個獨立的轉(zhuǎn)動輸出；當(dāng)在動平臺上固結(jié)振動篩篩框、娛樂平臺、操作手等時，就可產(chǎn)生這種相應(yīng)并聯(lián)運動裝備所需的三個獨立空間運動。該機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)較簡單、控制解耦、易于制造加工等優(yōu)點。
文檔編號B25J9/08GK101049698SQ20071002228
公開日2007年10月10日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者沈惠平, 楊廷力 申請人:江蘇工業(yè)學(xué)院