本發(fā)明涉及并聯(lián)機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提升負(fù)載能力的兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有高剛度、高精度及大承載能力的優(yōu)點(diǎn)，研究人員已發(fā)明出大量并聯(lián)機(jī)構(gòu)，但是大部分為三自由度和六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，涉及到兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)明專利很少。而且，一般的兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)為兩支鏈結(jié)構(gòu)，承載能力較弱，雖然有些兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)為三支鏈結(jié)構(gòu)，但是由于運(yùn)動副分布不夠合理，導(dǎo)致各分支所受應(yīng)力分配不勻，某些分支承受較大應(yīng)力，耗損較大，而且有些機(jī)構(gòu)運(yùn)動副的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，裝配十分困難，操作不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、承載能力強(qiáng)、裝配簡便且能有效提升負(fù)載能力的兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明提供一種提升負(fù)載能力的兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架和動平臺，所述兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)還包括連接在機(jī)架和動平臺之間的第一支腳、第二支腳和第三支腳，所述第二支腳和第三支腳均可伸縮，所述第一支腳的下部通過一第一球形鉸鏈轉(zhuǎn)動安裝在所述機(jī)架上，所述第一支腳的上部通過一第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動安裝在所述動平臺上，所述第二支腳的下部通過一十字連接件轉(zhuǎn)動安裝在所述機(jī)架上，所述十字連接件包括相互垂直的第二轉(zhuǎn)軸和第三轉(zhuǎn)軸，所述第二支腳可分別繞所述第二轉(zhuǎn)軸和第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述第二支腳的上部通過一第二球形鉸鏈轉(zhuǎn)動連接在所述動平臺上，所述第三支腳的下部通過一第四轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動安裝在所述機(jī)架上，所述第三支腳可繞所述第四轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述第三支腳的上部通過一第五轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動安裝在所述動平臺上。

進(jìn)一步地，所述機(jī)架上固定有呈等邊三角形分布的第一基座、第二基座和第三基座，所述第一球形鉸鏈轉(zhuǎn)動連接所述第一基座，所述第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接所述第二基座，所述第四轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接所述第三基座。

進(jìn)一步地，所述動平臺上固定有呈等邊三角形分布的第四基座、第五基座和第六基座，所述第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接所述第四基座，所述第二球形鉸鏈轉(zhuǎn)動連接所述第五基座，所述第五轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接所述第六基座。

進(jìn)一步地，所述第一支腳包括一約束桿，所述約束桿不能伸縮，所述第二支腳包括第一驅(qū)動桿和第二驅(qū)動桿，所述第二驅(qū)動桿通過第一移動副在所述第一驅(qū)動桿內(nèi)做伸縮運(yùn)動，所述第三支腳包括第三驅(qū)動桿和第四驅(qū)動桿，所述第四驅(qū)動桿通過第二移動副在所述第三驅(qū)動桿內(nèi)做伸縮運(yùn)動。

進(jìn)一步地，所述第三轉(zhuǎn)軸的軸線與所述第一移動副的軸線垂直，所述第四轉(zhuǎn)軸的軸線與所述第五轉(zhuǎn)軸的軸線平行且與所述第二移動副的軸線垂直，所述第一轉(zhuǎn)軸的軸線與所述第五轉(zhuǎn)軸的軸線平行。

進(jìn)一步地，所述第一移動副和所述第二移動副分別被驅(qū)動，所述第一支腳、所述第二支腳和所述第三支腳共同控制所述動平臺的位置和姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)一個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度：轉(zhuǎn)動自由度的轉(zhuǎn)軸是經(jīng)過第一球形鉸鏈的球心且平行于第一轉(zhuǎn)軸軸線的方向，移動自由度的移動方向是沿第一轉(zhuǎn)軸軸線與約束桿軸線組成的平面的法線方向。

進(jìn)一步地，所述第一移動副和所述第二移動副均作為主動驅(qū)動運(yùn)動副，驅(qū)動方式為電機(jī)驅(qū)動或液壓缸驅(qū)動。

本發(fā)明的技術(shù)方案帶來的有益效果是：本發(fā)明的兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括三個支腳，機(jī)構(gòu)剛度高，承受能力強(qiáng)，幾何結(jié)構(gòu)簡單，裝配簡單方便，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-機(jī)架，11-第一基座，12-第二基座，13-第三基座，2-動平臺，21-第四基座，22-第五基座，23-第六基座，3-第一支腳，31-第一球形鉸鏈，32-約束桿，33-第一轉(zhuǎn)軸，4-第二支腳，41-十字連接件，411-第二轉(zhuǎn)軸，412-第三轉(zhuǎn)軸，42-第一驅(qū)動桿，43-第一移動副，44-第二驅(qū)動桿，45-第二球形鉸鏈，5-第三支腳，51-第四轉(zhuǎn)軸，52-第三驅(qū)動桿，53-第二移動副，54-第四驅(qū)動桿，55-第五轉(zhuǎn)軸。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地描述。

請參考圖1，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種提升負(fù)載能力的兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架1、動平臺2以及機(jī)架1和動平臺2之間并聯(lián)的第一支腳3、第二支腳4和第三支腳5，機(jī)架1上固定有呈等邊三角形分布的第一基座11、第二基座12和第三基座13，動平臺2下側(cè)固定有呈等邊三角形分布的第四基座21、第五基座22和第六基座23。

第一支腳3包括約束桿32，約束桿32不能伸縮，約束桿32的下端通過第一球形鉸鏈31轉(zhuǎn)動連接第一基座11，約束桿32的上端通過第一轉(zhuǎn)軸33轉(zhuǎn)動連接第四基座21，因此，約束桿32的下端以第一球形鉸鏈31的連接點(diǎn)為支點(diǎn)在第一球形鉸鏈31約束的空間范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，約束桿32的上端可以繞第一轉(zhuǎn)軸33轉(zhuǎn)動。

第二支腳4包括十字連接件41、第一驅(qū)動桿42和第二驅(qū)動桿44。第一驅(qū)動桿42的下端通過一十字連接件41轉(zhuǎn)動連接第二基座12，十字連接件41包括相互垂直的第二轉(zhuǎn)軸411和第三轉(zhuǎn)軸412，因此，第一驅(qū)動桿42可以分別繞第二轉(zhuǎn)軸411和第三轉(zhuǎn)軸412轉(zhuǎn)動。第一驅(qū)動桿42通過第一移動副43連接第二驅(qū)動桿44，第一驅(qū)動桿42（缸筒）為中空，第二驅(qū)動桿44（活塞桿）通過第一移動副43在第一驅(qū)動桿42內(nèi)做伸縮運(yùn)動，從而調(diào)節(jié)第二支腳4的高度。第二驅(qū)動桿44的上端通過第二球形鉸鏈45轉(zhuǎn)動連接第五基座22，第二驅(qū)動桿44以第二球形鉸鏈45的連接點(diǎn)為支點(diǎn)在第二球形鉸鏈45約束的空間范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動。其中，第三轉(zhuǎn)軸412的軸線與第一移動副43的軸線垂直。

第三支腳5包括第四轉(zhuǎn)軸51、第三驅(qū)動桿52和第四驅(qū)動桿54。第三驅(qū)動桿52的下端通過第四轉(zhuǎn)軸51轉(zhuǎn)動連接第三基座13，因此，第三驅(qū)動桿52可以繞第四轉(zhuǎn)軸51轉(zhuǎn)動。第三驅(qū)動桿52（缸筒）為中空，第三驅(qū)動桿52（活塞桿）通過第二移動副53連接第四驅(qū)動桿54，第四驅(qū)動桿54可在第三驅(qū)動桿52內(nèi)做伸縮運(yùn)動，從而調(diào)節(jié)第三支腳5的高度。第四驅(qū)動桿54的上端通過第五轉(zhuǎn)軸55轉(zhuǎn)動連接第六基座23，第四驅(qū)動桿54可以繞第五轉(zhuǎn)軸55轉(zhuǎn)動。其中，第四轉(zhuǎn)軸51的軸線與第五轉(zhuǎn)軸55的軸線平行，且與第二移動副53的軸線垂直，第一轉(zhuǎn)軸33的軸線與所述第五轉(zhuǎn)軸55的軸線平行。

參考圖2，圖2是圖1中的機(jī)構(gòu)運(yùn)動后的示意圖。第一轉(zhuǎn)軸33具有軸線a，約束桿32具有中心軸線b，第一球形鉸鏈31具有球心A，線c經(jīng)過球心A且平行于軸線a，線d是軸線a和b組成平面的法線。第一移動副43和第二移動副53分別被驅(qū)動，其中第一支腳3、第二支腳4和第三支腳5共同控制動平臺2的姿態(tài)實(shí)現(xiàn)一個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度，轉(zhuǎn)動自由度的轉(zhuǎn)軸為線c，移動自由度沿線d方向。

本發(fā)明實(shí)施例中，第一移動副43和第二移動副53均作為主動驅(qū)動運(yùn)動副，驅(qū)動方式可為電機(jī)驅(qū)動或液壓缸驅(qū)動。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位詞是以附圖中零部件位于圖中以及零部件相互之間的位置來定義的，只是為了表達(dá)技術(shù)方案的清楚及方便。應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制本申請請求保護(hù)的范圍。

在不沖突的情況下，本文中上述實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。