專利名稱：含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于制造技術領域，具體是涉及一種含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構。
背景技術：
并聯(lián)機構與串聯(lián)機構相比具有一些獨特的性能，如剛度高、承載能力高、速度高、 驅(qū)動電機在機架上而使活動構件的重量輕等，它早已引起了國際上眾多學者的關注。但并 聯(lián)機構的幾何特性有很大欠缺，如工作空間小以及工作空間內(nèi)存在奇異位形等，一些關節(jié) 運動到相應位置時，會使機構自由度退化，失去一個或幾個自由度，再加上在工作空間可能 存在障礙，機構就無法滿足工作要求。 冗余并聯(lián)機構能夠消除奇異位形、避開障礙、克服關節(jié)運動限制和改善動態(tài)特性， 同時具有更高的剛度、更大的承載能力和更大的加速度，因此尤其適合于重載荷和大加速 度等應用場合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用9個輸入實現(xiàn)6自由度運動、具有較高剛度和承載 能力的含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構。其技術方案為 包括動平臺、底座和連接于動平臺與底座之間的三組結構相同的支鏈，其特征在 于每組支鏈均包括三個伸縮桿，三個伸縮桿的一端分別經(jīng)球鉸與底座連接，且三個連接點 不共線，三個伸縮桿的另一端通過同一個復合球鉸和動平臺連接，且三組支鏈與動平臺的 連接點不共線。 所述的含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構，每個伸縮桿與底座的連接點均在同一平面 上，三組支鏈與動平臺的連接點在同一平面上。 所述的含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構，每組支鏈與底座的三個連接點構成正三角 形，三組支鏈與動平臺的連接點構成正三角形。 所述的含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構，動平臺和底座均具有三個相互正交的平面， 每組支鏈對應連接于動平臺和底座的三個相互正交的平面之間，且三組支鏈與動平臺、底 座的連接點均不在同一個相互正交的平面上。 所述的含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構，每組支鏈與底座的三個連接點構成正三角
形，三組支鏈與動平臺的連接點分別位于動平臺的三個相互正交的平面上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其優(yōu)點為(l)通過控制動平臺上的三個復合球鉸的空
間位置，動平臺即可實現(xiàn)空間六自由度的運動輸出，因此具有控制算法簡單、動態(tài)特性好等
優(yōu)點；(2)采用9個伸縮桿作為驅(qū)動關節(jié)，實現(xiàn)6維運動輸出，大大增強了動平臺的剛度和
承載能力，能夠滿足高承載力下精密加工與定位的要求；(3)機構由9條完全一樣的支鏈構
成，能效降低加工成本。


圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例2的結構示意圖。
圖中1、球鉸2、伸縮桿3、復合球鉸4、動平臺5、底座
具體實施例方式
在圖1所示的實施例中包括動平臺4、底座5和連接于動平臺4與底座5之間的 三組結構相同的支鏈，每組支鏈均包括三個伸縮桿2，三個伸縮桿2的一端分別經(jīng)球鉸1與 底座5連接，三個伸縮桿2的另一端通過同一個復合球鉸3和動平臺4連接，動平臺4和底 座5均具有三個相互正交的平面，每組支鏈對應連接于動平臺4和底座5的三個相互正交 的平面之間，且三組支鏈與動平臺4、底座5的連接點均不在同一個相互正交的平面上。每 組支鏈與底座5的三個連接點構成正三角形，三組支鏈與動平臺4的連接點分別位于動平 臺4的三個相互正交的平面上。 在圖2所示的實施例中包括動平臺4、底座5和連接于動平臺4與底座5之間的 三組結構相同的支鏈，每組支鏈均包括三個伸縮桿2，三個伸縮桿2的一端分別經(jīng)球鉸1與 底座5連接，三個伸縮桿2的另一端通過同一個復合球鉸3和動平臺4連接，且每組支鏈與 底座5的三個連接點構成正三角形，九個伸縮桿2與底座5的連接點均在同一平面上，三組 支鏈與動平臺4的連接點在同一平面上，并構成正三角形。
權利要求
一種含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構，包括動平臺(4)、底座(5)和連接于動平臺(4)與底座(5)之間的三組結構相同的支鏈，其特征在于每組支鏈均包括三個伸縮桿(2)，三個伸縮桿(2)的一端分別經(jīng)球鉸(1)與底座(5)連接，且三個連接點不共線，三個伸縮桿(2)的另一端通過同一個復合球鉸(3)和動平臺(4)連接，且三組支鏈與動平臺(4)的連接點不共線。
2. 如權利要求l所述的含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構，其特征在于每個伸縮桿(2)與 底座(5)的連接點均在同一平面上，三組支鏈與動平臺(4)的連接點在同一平面上。
3. 如權利要求2所述的含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構，其特征在于每組支鏈與底座(5) 的三個連接點構成正三角形，三組支鏈與動平臺(4)的連接點構成正三角形。
4. 如權利要求l所述的含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構，其特征在于動平臺(4)和底座 (5)均具有三個相互正交的平面，每組支鏈對應連接于動平臺(4)和底座(5)的三個相互正 交的平面之間，且三組支鏈與動平臺(4)、底座(5)的連接點均不在同一個相互正交的平面 上。
5. 如權利要求4所述的含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構，其特征在于每組支鏈與底座(5) 的三個連接點構成正三角形，三組支鏈與動平臺(4)的連接點分別位于動平臺(4)的三個 相互正交的平面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含復合球鉸的冗余并聯(lián)機構，包括動平臺、底座和連接于動平臺與底座之間的三組結構相同的支鏈，其特征在于每組支鏈均包括三個伸縮桿，三個伸縮桿的一端分別經(jīng)球鉸與底座連接，且三個連接點不共線，三個伸縮桿的另一端通過同一個復合球鉸和動平臺連接，且三組支鏈與動平臺的連接點不共線。本發(fā)明選擇三組支鏈9個伸縮桿作為主動關節(jié)，動平臺即可獲得六維運動能力，并且具有較高的承載能力和優(yōu)良的各向同性度，可適用于高速、高加速、重載等相關領域。
文檔編號B25J11/00GK101733753SQ20091023154
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權日2009年12月4日
發(fā)明者宮金良, 張彥斐, 魏修亭 申請人:山東理工大學