專利名稱：無伴隨運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)之間是會(huì)相互影響的。在一些兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)沒有某個(gè)方向的移動(dòng)自由度，但動(dòng)平臺(tái)的中心點(diǎn)卻可以發(fā)生這個(gè)方向的移動(dòng)。學(xué)者們將機(jī)構(gòu)中的這種在非自由度方向上的移動(dòng)稱為“伴隨運(yùn)動(dòng)”。伴隨運(yùn)動(dòng)的存在會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)的軌跡標(biāo)定和軌跡規(guī)劃帶來不便，并且增加控制的復(fù)雜度。因此，通過合理的設(shè)計(jì)來減少或消除機(jī)構(gòu)的伴隨運(yùn)動(dòng)是在進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要解決的一個(gè)問題。很多學(xué)者曾針對(duì)兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)中的伴隨運(yùn)動(dòng)問題進(jìn)行過專門的研究，并設(shè)計(jì)出了一些沒有伴隨運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)(CN101518898A，CN101497167A)。但這些機(jī)構(gòu)都采用的是非 對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式，機(jī)構(gòu)不具有各向同性，且制造和維護(hù)成本較高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、各向同性較好的無伴隨運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明主要由定、動(dòng)兩平臺(tái)和連接這兩平臺(tái)的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動(dòng)分支構(gòu)成，上述三條活動(dòng)分支均由定平臺(tái)移動(dòng)副、下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副、中間轉(zhuǎn)動(dòng)副、上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)畐IJ、動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副以及連接它們的連桿構(gòu)成，其中定平臺(tái)移動(dòng)副與定平臺(tái)連接，且與定平臺(tái)傾斜布置，下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副通過連桿與定平臺(tái)移動(dòng)副連接，且上述下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與定平臺(tái)移動(dòng)副相互平行，中間轉(zhuǎn)動(dòng)副與上述下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副通過連桿連接，且上述中間轉(zhuǎn)動(dòng)副與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互垂直，上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與上述中間轉(zhuǎn)動(dòng)副通過連桿連接，且上述上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與中間轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互垂直，動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副通過連桿與上述上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，且動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副與上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互平行，動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接，且與動(dòng)平臺(tái)傾斜布置，上述上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線交于空間一點(diǎn)，且該點(diǎn)為分支中心點(diǎn)，上述三條活動(dòng)分支的分支中心點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)中間平面，上述定、動(dòng)兩平臺(tái)為全等的三角形，且關(guān)于該中間平面對(duì)稱，每個(gè)分支中的上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副也關(guān)于該中間平面對(duì)稱。上述定平臺(tái)移動(dòng)副和下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副可以替換為一個(gè)圓柱副，上述動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副和上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副可以替換為一個(gè)圓柱副。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明的三個(gè)分支完全相同，是一種對(duì)稱的三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，在運(yùn)動(dòng)過程中具有很好的各向同性，且制造和維護(hù)成本較低；
2、本發(fā)明的動(dòng)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)繞定、動(dòng)兩平臺(tái)的中間對(duì)稱平面內(nèi)的任意一條軸線或任意一點(diǎn)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以有效地避免伴隨運(yùn)動(dòng)的發(fā)生，給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制帶來很大方便，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I的立體示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的立體示意圖。
具體實(shí)施例方式 實(shí)施例I
在圖I所示的無伴隨運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)的立體示意圖中，該并聯(lián)機(jī)構(gòu)由定平臺(tái)I、動(dòng)平臺(tái)6和連接這兩個(gè)平臺(tái)的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動(dòng)分支構(gòu)成，上述三條活動(dòng)分支均由定平臺(tái)移動(dòng)副PU下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R2、中間轉(zhuǎn)動(dòng)副R3、上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R4、動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副P5以及連接它們的連桿構(gòu)成，其中定平臺(tái)移動(dòng)副Pl與定平臺(tái)I連接，且與定平臺(tái)I傾斜布置，下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R2通過連桿2與定平臺(tái)移動(dòng)副Pl連接，且該下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R2的軸線與定平臺(tái)移動(dòng)副Pl相互平行，中間轉(zhuǎn)動(dòng)副R3與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R2通過連桿3連接，且該中間轉(zhuǎn)動(dòng)副R3與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R2的軸線相互垂直，上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R4與中間轉(zhuǎn)動(dòng)副R3通過連桿4連接，且上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R4的軸線與中間轉(zhuǎn)動(dòng)副R3的軸線相互垂直，動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副P5通過連桿5與上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R4連接，且動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副P5與上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R4的軸線相互平行，動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副P5與動(dòng)平臺(tái)6連接，且與動(dòng)平臺(tái)6傾斜布置，，上述上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R4與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R2的軸線交于空間一點(diǎn)01,該點(diǎn)為該分支的分支中心點(diǎn)，上述三條活動(dòng)分支的分支中心點(diǎn)01、02、03構(gòu)成了一個(gè)中間平面，上述定、動(dòng)兩平臺(tái)為全等的三角形，且關(guān)于該中間平面對(duì)稱，每個(gè)分支中的上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R4與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R2也關(guān)于該中間平面對(duì)稱。 實(shí)施例2 在圖2所示的無伴隨運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)的立體示意圖中，該并聯(lián)機(jī)構(gòu)由定平臺(tái)I、動(dòng)平臺(tái)6和連接這兩個(gè)平臺(tái)的三個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的活動(dòng)分支構(gòu)成，這三條活動(dòng)分支均由定平臺(tái)圓柱副Cl、動(dòng)平臺(tái)圓柱副C3以及中間轉(zhuǎn)動(dòng)副R2構(gòu)成，其中定平臺(tái)圓柱副Cl與定平臺(tái)I連接且為傾斜布置，該定平臺(tái)圓柱副Cl通過連桿2與中間轉(zhuǎn)動(dòng)副R2連接，該中間轉(zhuǎn)動(dòng)副R2的軸線與上述定平臺(tái)圓柱副Cl的軸線相互垂直，上述中間轉(zhuǎn)動(dòng)副R2通過連桿3與動(dòng)平臺(tái)圓柱副C3連接，上述中間轉(zhuǎn)動(dòng)副R2的軸線與上述動(dòng)平臺(tái)圓柱副C3的軸線相互垂直，上述動(dòng)平臺(tái)圓柱副C3與動(dòng)平臺(tái)6連接且為傾斜布置，上述定平臺(tái)圓柱副Cl的軸線與上述動(dòng)平臺(tái)圓柱副C3的軸線相交于空間一點(diǎn)01，該點(diǎn)為該分支的分支中心點(diǎn)，上述三條活動(dòng)分支的分支中心點(diǎn)01、02、03構(gòu)成了一個(gè)中間平面，上述定、動(dòng)兩平臺(tái)為全等的三角形，且關(guān)于該中間平面對(duì)稱，每條分支中的定平臺(tái)圓柱副Cl和動(dòng)平臺(tái)圓柱副C3也關(guān)于該中間平面對(duì)稱。
權(quán)利要求
1.一種無伴隨運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其有定、動(dòng)兩平臺(tái)和連接這兩平臺(tái)的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動(dòng)分支，其特征在于上述三條活動(dòng)分支均由定平臺(tái)移動(dòng)副、下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)畐O、中間轉(zhuǎn)動(dòng)副、上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副、動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副以及連接它們的連桿構(gòu)成，其中定平臺(tái)移動(dòng)副與定平臺(tái)連接，且與定平臺(tái)傾斜布置，下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副通過連桿與定平臺(tái)移動(dòng)副連接，且上述下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與定平臺(tái)移動(dòng)副相互平行，中間轉(zhuǎn)動(dòng)副與上述下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副通過連桿連接，且上述中間轉(zhuǎn)動(dòng)副與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互垂直，上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與中間轉(zhuǎn)動(dòng)副通過連桿連接，且上述上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與中間轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互垂直，動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副通過連桿與上述上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，且上述動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副與上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互平行，動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接，且與動(dòng)平臺(tái)傾斜布置，上述上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線交于空間一點(diǎn)，且該點(diǎn)為分支中心點(diǎn)，上述三條活動(dòng)分支的分支中心點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)中間平面，上述定、動(dòng)兩平臺(tái)為全等的三角形，且關(guān)于上述中間平面對(duì)稱，每個(gè)分支中的上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副也關(guān)于上述中間平面對(duì)稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無伴隨運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于上述定平臺(tái)移動(dòng)副和下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副可以替換為一個(gè)圓柱副，上述動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副和上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副可以替換為一個(gè)圓柱副。
全文摘要
一種無伴隨運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其有定、動(dòng)兩平臺(tái)和連接這兩平臺(tái)的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動(dòng)分支，上述三條活動(dòng)分支均由定平臺(tái)移動(dòng)副、下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副、中間轉(zhuǎn)動(dòng)副、上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副、動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)副以及連接它們的連桿構(gòu)成，其中上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線交于空間一點(diǎn)，且該點(diǎn)為分支中心點(diǎn)，上述三條活動(dòng)分支的分支中心點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)中間平面，上述定動(dòng)兩平臺(tái)為全等的三角形，且關(guān)于該中間平面對(duì)稱，每個(gè)分支中的上側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副也關(guān)于該中間平面對(duì)稱。本發(fā)明采用對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，且可以實(shí)現(xiàn)繞中間對(duì)稱平面內(nèi)的任意一條軸線或任意一點(diǎn)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，能有效地避免伴隨運(yùn)動(dòng)的發(fā)生，給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制帶來很大方便。
文檔編號(hào)B25J9/00GK102962835SQ20121044502
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者黃真, 陳子明, 楊鳳霞, 李艷文, 丁華鋒 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)