專利名稱：一種專用三自由度二平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機床及機器人等的執(zhí)行機構，具體的說，是為并聯(lián)結(jié)構虛軸數(shù)控機床及并聯(lián)機器人等提供一種專用三自由度二平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構。
背景技術：
并聯(lián)結(jié)構數(shù)控機床是指以并聯(lián)機構為執(zhí)行機構的機床，該機床被認為是二十世紀以來機床結(jié)構的一次革命。目前在美國、日本等國已研制出這種機床的樣機，所采用的并聯(lián)機構均為傳統(tǒng)的斯圖爾特(Stelvart)機構。這種控制刀具在空間的位置和姿態(tài)變化的機構主要由基座、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)。該機構有6個連桿，但連桿的長度可調(diào)，通過控制6根連桿的長度，改變刀具在空間的位姿。但這類機構有很多關鍵性技術沒能完全解決。如，(1)運動學正解困難；(2)運動平臺位姿是輸人的強耦合，不利于控制；(3)機構復雜，使其工作空間較?。?4)制造高精度球副困難等。對虛軸機床而言，許多場合需要提供自由度大于3且小于6的更簡單的并聯(lián)機構。 例如，對4軸聯(lián)動數(shù)控機床，可提供3自由度兩平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)平臺機構就可用于對空間曲面(如模具、葉輪等、1的加工。因此，虛擬數(shù)控機床、機器人等的發(fā)展和實用化，需要創(chuàng)造出優(yōu)于現(xiàn)有機構的新機型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種專用三自由度二平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構，該機構具有以下特點(1)機構工作平臺具有兩平移一轉(zhuǎn)動運動輸出，且非期望運動輸出為常量( 機構存在過約束回路，其剛性好、結(jié)構較簡單；(3)運動學正解簡單，且存在部分控制解耦性；(4) 當本發(fā)明機構由轉(zhuǎn)動副、移動副及萬向節(jié)組成時，易于精密加工，利于提高并聯(lián)機構的運動精度。本發(fā)明為虛軸機床、機器人、微動操作手等提供了新機型，為其開發(fā)與實用化提供了可能。


下面通過附圖和實例對本發(fā)明的技術給予進一步地說明。附圖1為本發(fā)明的結(jié)構示意圖。附圖1中的平行四邊形回路及其對邊兩構件連心線上串聯(lián)的兩個轉(zhuǎn)動副，可以用 4個球面副Sp S2, S3、S4組成的平行四邊形替代，如圖2所示。
具體實施例方式附圖1所示結(jié)構也可為本發(fā)明的一個實施例。它由動平臺1、靜平臺2和結(jié)構不相同的兩條廣義支路組成。第一條廣義支路由移動副Pn、垂直于該移動副的4個轉(zhuǎn)動副1 91、
3r92、R93、R94組成的平行四邊形回路、以及軸線分別與四邊形對邊重合的兩轉(zhuǎn)動副1 1(|、風串聯(lián)而成。第二條廣義支路由4個轉(zhuǎn)動副&、IkR4、I 5和2個移動副PpP6構成的6桿平面回路與一個相互垂直的轉(zhuǎn)動副R7串聯(lián)而成。兩廣義支路端部構件分別固聯(lián)在動、靜平臺上，位于動平臺上兩轉(zhuǎn)動副R7、R8呈相互平行配置，位于靜平臺上3個移動副P1. P6, P11亦呈相互平行配置。附圖1中的平行四邊形回路及其對邊兩構件連心線上串聯(lián)的兩個轉(zhuǎn)動副，可以用4個球面副Sp S2, S3、S4組成的平行四邊形替代，如圖2所示。 控制靜平臺1上三個驅(qū)動關節(jié)PpP6J11的運動，就可控制動平臺實現(xiàn)二平移及一轉(zhuǎn)動輸出，該種并聯(lián)機構的結(jié)構設計及驅(qū)動控制等均可按常規(guī)機電技術進行設計和安裝。 該并聯(lián)機構如在動平臺上安裝刀具、操作手或探頭，即可以作為并聯(lián)結(jié)構的虛擬軸數(shù)控機床、機
器人或虛擬軸坐標測量機的執(zhí)行機構。
權利要求
1. 一種專用三自由度二平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構，由動平臺、靜平臺、第一條廣義支路和第二條廣義支路組成，其特征在于第一條廣義支路由一個移動副、垂直于該移動副的由四個轉(zhuǎn)動副組成的平行四邊形回路、以及軸線分別與平行四邊形的兩條對邊重合的兩轉(zhuǎn)動副串聯(lián)而成第二條廣義支路由四個轉(zhuǎn)動副和兩個移動副的六桿平面回路與一個相互垂直的轉(zhuǎn)動副串聯(lián)而成；兩廣義支路端部構件分別固聯(lián)在動、靜平臺上，而且位于動平臺上的兩轉(zhuǎn)動副呈相互平行配置，位于靜平臺上的三個移動副也呈相互平行配置。
全文摘要
一種專用三自由度二平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構，由動平臺、靜平臺、第一條廣義支路和第二條廣義支路組成，第一條廣義支路由一個移動副、垂直于該移動副的由四個轉(zhuǎn)動副組成的平行四邊形回路、以及軸線分別與平行四邊形的兩條對邊重合的兩轉(zhuǎn)動副串聯(lián)而成；第二條廣義支路由四個轉(zhuǎn)動副和兩個移動副的六桿平面回路與一個相互垂直的轉(zhuǎn)動副串聯(lián)而成；兩廣義支路端部構件分別固聯(lián)在動、靜平臺上，而且位于動平臺上的兩轉(zhuǎn)動副呈相互平行配置，位于靜平臺上的三個移動副也呈相互平行配置；控制靜平臺上三個移動副的運動，就可控制動平臺實現(xiàn)二維平移及一維轉(zhuǎn)動輸出。該機構具有結(jié)構較簡單、存在部分控制解耦性、易于精密加工等優(yōu)點。
文檔編號B25J9/08GK102476294SQ20101055332
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權日2010年11月22日
發(fā)明者孫文秀 申請人:大連創(chuàng)達技術交易市場有限公司