一種三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)四自由度對(duì)稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括固定基座、動(dòng)平臺(tái)和連接固定基座與動(dòng)平臺(tái)的四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的分支，該四個(gè)分支的下端分別分布在固定基座的長(zhǎng)方形四個(gè)端點(diǎn)上，其上端分別分布在動(dòng)平臺(tái)的正方形四個(gè)端點(diǎn)上；每個(gè)分支均由兩個(gè)萬向鉸和一個(gè)移動(dòng)副組成，兩個(gè)萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與固定基座和動(dòng)平臺(tái)連接，兩個(gè)萬向鉸之間通過移動(dòng)副連接。兩個(gè)萬向鉸的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副相互平行，且與相應(yīng)的移動(dòng)副垂直；其中，斜線相對(duì)的兩個(gè)分支兩端萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線分別共線，并與固定基座和動(dòng)平臺(tái)的對(duì)角線平行。本發(fā)明構(gòu)型對(duì)稱、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、剛度大、運(yùn)動(dòng)精度高。
【專利說明】一種三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]并聯(lián)機(jī)構(gòu)是近年來機(jī)構(gòu)學(xué)研究的熱點(diǎn)，少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和控制成本相對(duì)較低等引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)以其良好的運(yùn)動(dòng)特性能夠滿足并聯(lián)機(jī)床的工作需求。文獻(xiàn)(空間少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)分析與綜合的理論研究，2000年，趙鐵石)綜合出第一種分支中不含有閉環(huán)子鏈的對(duì)稱四自由度4-UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有三個(gè)移動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。鐘詩勝(專利CN 1958228A)提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的新型2-UPS+2-UPR四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)移動(dòng)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，但該機(jī)構(gòu)為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。路懿(專利CN 1644312A)提出了一種具有約束分支的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)移動(dòng)，但仍為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有機(jī)構(gòu)中，具有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)移動(dòng)自由度，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)還非常缺乏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)稱的三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明包括固定基座、動(dòng)平臺(tái)和連接固定基座與動(dòng)平臺(tái)的四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的分支，這四個(gè)分支的下端分別分布在固定基座的長(zhǎng)方形四個(gè)端點(diǎn)上，其上端分別分布在動(dòng)平臺(tái)的正方形四個(gè)端點(diǎn)上。每個(gè)分支均由兩個(gè)萬向鉸和一個(gè)移動(dòng)副組成，兩個(gè)萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與固定基座和動(dòng)平臺(tái)連接，兩個(gè)萬向鉸之間通過移動(dòng)副連接。兩個(gè)萬向鉸的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副相互平行，且與相應(yīng)的移動(dòng)副垂直。其中，斜線相對(duì)的兩個(gè)分支兩端萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線分別共線，并與固定基座和動(dòng)平臺(tái)的對(duì)角線平行；或者左右相鄰的兩個(gè)分支兩端萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線共線，并與固定基座和動(dòng)平臺(tái)的邊線平行。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):構(gòu)型對(duì)稱、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)學(xué)求解相對(duì)容易，該機(jī)構(gòu)解決了目前結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的對(duì)稱型三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的嚴(yán)重匱乏的問題，可用作數(shù)控并聯(lián)機(jī)床、運(yùn)動(dòng)模擬器等機(jī)械本體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的立體示意簡(jiǎn)圖。
[0007]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的立體示意簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1
[0009]在圖1所示的三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)示意圖中，固定基座I與動(dòng)平臺(tái)2通過四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的分支連接，這四個(gè)分支的下端分別分布在固定基座的長(zhǎng)方形四個(gè)端點(diǎn)上，其上端分別分布在動(dòng)平臺(tái)的正方形四個(gè)端點(diǎn)上。每個(gè)分支均由兩個(gè)萬向鉸和一個(gè)移動(dòng)副組成，分支下端的萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副(R1)與固定基座連接，分支上端的萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副(R4)與動(dòng)平臺(tái)連接，兩個(gè)萬向鉸之間通過移動(dòng)副(P)連接。兩個(gè)萬向鉸的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副(R2、R3)相互平行，且與相應(yīng)的移動(dòng)副垂直。其中，斜線相對(duì)的第一分支3和第三分支5、第二分支4和第四分支6兩端萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副(RpR4)軸線分別共線，并與固定基座和動(dòng)平臺(tái)的對(duì)角線平行。
[0010]實(shí)施例2
[0011]在圖2所示的三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)示意圖中，左右相鄰的第一分支3和第四分支6、第二分支4和第三分支5兩端萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副(Rl、R4)軸線分別共線，并與固定基座和動(dòng)平臺(tái)的邊線平行，其它部件和連接關(guān)系與實(shí)施例1相同。
【權(quán)利要求】
1.一種三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)四自由度對(duì)稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括固定基座、動(dòng)平臺(tái)和連接固定基座與動(dòng)平臺(tái)的四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的分支，其特征在于:所述四個(gè)分支的下端分別分布在固定基座的長(zhǎng)方形四個(gè)端點(diǎn)上，其上端分別分布在動(dòng)平臺(tái)的正方形四個(gè)端點(diǎn)上；每個(gè)分支均由兩個(gè)萬向鉸和一個(gè)移動(dòng)副組成，兩個(gè)萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與固定基座和動(dòng)平臺(tái)連接，兩個(gè)萬向鉸之間通過移動(dòng)副連接。兩個(gè)萬向鉸的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副相互平行，且與相應(yīng)的移動(dòng)副垂直；其中，斜線相對(duì)的兩個(gè)分支兩端萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線分別共線，并與固定基座和動(dòng)平臺(tái)的對(duì)角線平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)四自由度對(duì)稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述四個(gè)分支中左右相鄰的兩個(gè)分支兩端萬向鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線共線，并與固定基座和動(dòng)平臺(tái)的邊線平行。
【文檔編號(hào)】B25J9/00GK104029196SQ201410215918
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】胡波 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)