用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)，屬于機械手作業(yè)【技術領域】。該用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)包括定平臺、動平臺、固定在定平臺的直線導軌、固定在動平臺上的末端執(zhí)行器、電機和側電機，定平臺和動平臺之間由兩條相對設置且結構相同的左ups子鏈和右ups子鏈以及一條與左ups子鏈和右ups子鏈偏置的一條prrpr子鏈連接。該用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)結構簡單新穎，控制方法簡單，機構運動慣性小，運動學性能好，具有使得制孔末端執(zhí)行器具有三維移動和兩維轉動五個自由度運動的特點。
【專利說明】用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)，屬于機械手作業(yè)【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著飛機制造行業(yè)的迅速發(fā)展，對飛機裝配技術提出了高質量、高速度、低成本的生產要求，必須大量采用先進的自動化裝配技術，使主要機體結構的裝配以自動制孔和自動鉚接為主，取代手工作業(yè)方式。機器人制孔技術是飛機柔性裝配技術的一個重要應用和研究方向。目前其主流的三種機構形式有三種:柔性導軌機器人自動制孔系統(tǒng)、自主爬行機器人自動制孔系統(tǒng)、工業(yè)機械臂機器人自動制孔系統(tǒng)。
[0003]串聯機構是由多根桿件由運動副串聯，且其中一根桿件為機架而構成的開鏈機構，并聯機構是動平臺和定平臺通過至少兩個獨立的運動鏈相連接，機構具有兩個或兩個以上自由度，且以并聯方式驅動的一種閉環(huán)機構。并聯機構與傳統(tǒng)的串聯機構相比較，具有無累積誤差，精度較高；結構緊湊，剛度高，承載能力大；驅動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分質量輕，速度高，動態(tài)響應好等特點，使得并聯機床近年來在世界上逐漸興起，發(fā)展成為一種新型制造裝備，可實現多坐標聯動數控加工、裝配和測量等功能，更能滿足復雜特種零件的加工，與傳統(tǒng)機床相比，具有不可比擬的優(yōu)勢。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是針對現有技術不足，提出一種使得制孔末端執(zhí)行器具有三維移動和兩維轉動五個自由度運動的用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術問題提出的技術方案是:一種用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)，包括定平臺、動平臺、固定在定平臺的直線導軌和固定在動平臺上的末端執(zhí)行器，還包括電機和側電機，所述定平臺和動平臺之間由兩條相對設置且結構相同的左、右ups子鏈以及一條與左、右ups子鏈偏置的prrpr子鏈連接；
[0006]所述左、右ups子鏈均包括可沿桿件長度方向伸縮的驅動桿，驅動桿的一端與動平臺通過球鉸連接，驅動桿的另一端與定平臺通過虎克鉸連接；
[0007]所述prrpr子鏈包括與直線導軌通過移動副連接的滑塊、定長桿和可沿桿件長度方向伸縮的外驅動桿，定長桿的一端與滑塊通過第一轉動副連接，定長桿的另一端與外驅動桿的一端通過第二轉動副連接，外驅動桿的另一端與動平臺通過第三轉動副連接；
[0008]所述左ups子鏈和右ups子鏈與動平臺通過球鉸連接處以及外驅動桿的另一端與動平臺通過第三轉動副連接處相互間隔且位于同一平面上；
[0009]所述左ups子鏈的虎克鉸的第一轉動副、右ups子鏈的虎克鉸的第一轉動副、prrpr子鏈中的第一轉動副和第二轉動副的軸線相互平行，所述左ups子鏈的虎克鉸的第二轉動副、右Ups子鏈的虎克鉸的第二轉動副、prrpr子鏈中的第三轉動副的軸線相互平行且與左ups子鏈的虎克鉸的第一轉動副的軸線相垂直；[0010]所述左ups子鏈或右ups子鏈的虎克鉸的第二轉動副由電機驅動，prrpr子鏈中的第一轉動副由側電機驅動。
[0011]本發(fā)明通過在定平臺和動平臺之間由兩條相對設置且結構相同的左ups子鏈和右ups子鏈以及一條與左ups子鏈和右ups子鏈偏置的一條prrpr子鏈連接，由此帶來:
[0012]I)利用三條支鏈實現了制孔所需的三平移兩轉動五個自由度，減少了桿的相互干涉；
[0013]2)連接機構簡單，工作空間較大，機構運動慣量小，動力學性能好；
[0014]3)機構的運動輸入輸出具有部分解耦性，可實現部分控制解耦；
[0015]4)有效地解決了并聯機構正解困難的問題，為機構的精確控制奠定了基礎。
[0016]上述技術方案的變化是:所述直線導軌延伸方向與左ups子鏈的虎克鉸的第一轉動副的軸線相平行。
[0017]上述技術方案的變化是:所述末端執(zhí)行器包括絲杠和絲杠螺母，所述絲杠的驅動端連接有伺服電機，所述絲杠螺母連接有運動臺。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0019]圖1是本發(fā)明實施例用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)的結構示意圖。
[0020]圖2是圖1的俯視圖。
[0021]圖3是圖1的左視圖。
[0022]圖4是圖1的prrpr支鏈的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例
[0024]本實施例的用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)，如圖1、圖2和圖3所示，包括定平臺1、動平臺2、固定在定平臺I的直線導軌3和固定在動平臺2上的末端執(zhí)行器4，還包括電機5和側電機6。
[0025]定平臺I和動平臺2之間由兩條相對設置且結構相同的左ups子鏈7、右ups子鏈8以及一條與左ups子鏈7、右ups子鏈8偏置的prrpr子鏈9連接。
[0026]下表1是各種運動副的代碼及自由度:
[0027]表1
[0028]
【權利要求】
1.一種用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)，包括定平臺、動平臺、固定在定平臺的直線導軌和固定在動平臺上的末端執(zhí)行器，其特征在于:還包括電機和側電機，所述定平臺和動平臺之間由兩條相對設置且結構相同的左、右UPS子鏈以及一條與左、右ups子鏈偏置的prrpr子鏈連接； 所述左、右ups子鏈均包括可沿桿件長度方向伸縮的驅動桿，驅動桿的一端與動平臺通過球鉸連接，驅動桿的另一端與定平臺通過虎克鉸連接； 所述prrpr子鏈包括與直線導軌通過移動副連接的滑塊、定長桿和可沿桿件長度方向伸縮的外驅動桿，定長桿的一端與滑塊通過第一轉動副連接，定長桿的另一端與外驅動桿的一端通過第二轉動副連接，外驅動桿的另一端與動平臺通過第三轉動副連接； 所述左ups子鏈和右ups子鏈與動平臺通過球鉸連接處以及外驅動桿的另一端與動平臺通過第三轉動副連接處相互間隔且位于同一平面上； 所述左ups子鏈的虎克鉸的第一轉動副、右ups子鏈的虎克鉸的第一轉動副、prrpr子鏈中的第一轉動副和第二轉動副的軸線相互平行，所述左ups子鏈的虎克鉸的第二轉動畐O、右ups子鏈的虎克鉸的第二轉動副、prrpr子鏈中的第三轉動副的軸線相互平行且與左ups子鏈的虎克鉸的第一轉動副的軸線相垂直； 所述左ups子鏈或右ups子鏈的虎克鉸的第二轉動副由電機驅動，prrpr子鏈中的第一轉動副由側電機驅動。
2.如權利要求1所述的用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)，其特征在于:所述直線導軌延伸方向與左ups子鏈的虎克鉸的第一轉動副的軸線相平行。
3.如權利要求1或2所述的用于飛機裝配的含prrpr支鏈并聯機構制孔系統(tǒng)，其特征在于:所述末端執(zhí)行器包括絲杠和絲杠螺母，所述絲杠的驅動端連接有伺服電機，所述絲杠螺母連接有運動臺。
【文檔編號】B25J9/00GK103921268SQ201410151922
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權日:2014年4月15日
【發(fā)明者】丁力平, 王珉, 陶克梅, 張得禮, 陳文亮, 丁旺生, 潘國威, 王少游, 龔江帆 申請人:南京航空航天大學