本發(fā)明涉及一種驅(qū)動冗余的并聯(lián)機床本體，可實現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工、裝配和測量等多種功能，能滿足復(fù)雜自由曲面零件(如葉片、葉輪、螺旋漿及復(fù)雜模具的型腔等)的加工要求，是一種新概念機床。

背景技術(shù)：

并聯(lián)機床是基于空間并聯(lián)機構(gòu)stewart平臺原理開發(fā)的，是空間機構(gòu)學(xué)、機械制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)和cad/cam技術(shù)高度結(jié)合，研制而成的高科技產(chǎn)品，可以看作并聯(lián)機器人在機械加工領(lǐng)域的一種應(yīng)用。目前機床采用的運動平臺主要有串聯(lián)式與并聯(lián)式的。串聯(lián)式機床的工作范圍大，靈活性好但存在剛度差、自由度偏低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是提供驅(qū)動冗余的并聯(lián)機床本體，既滿足機床的剛度要求又可彌補串聯(lián)機床刀具作業(yè)自由度偏低的缺點。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種冗余驅(qū)動的并聯(lián)機床本體，

該機床包括：機架，第一至第六直線移動組件，第一至第六連桿組件，工作臺組件；

所述的第一至第六直線移動組件的第一至第六導(dǎo)軌架通過螺釘分別固定連接在機架上的六個支架中；

第一直線移動組件包括：電機，聯(lián)軸器，導(dǎo)軌架，第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，絲杠，滑塊，擋板，第一、二擋板軸承；

構(gòu)成第一直線移動組件的零部件間的連接：

絲杠與滑塊構(gòu)成螺旋副，軸承分別固定于導(dǎo)軌架上的軸承內(nèi)孔中和擋板的軸承內(nèi)孔中；絲杠的一端和第一軸承的內(nèi)圈配合，另一端和第二軸承的內(nèi)圈配合；第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌分別穿過滑塊，其兩端固定在導(dǎo)軌架和擋板上；電機固定在導(dǎo)軌架上，電機軸通過聯(lián)軸器和絲杠的一端連接；擋板固定在導(dǎo)軌架的一端。

第二至六直線移動組件和第一直線移動組件完全相同，第一至第六直線移動組件呈環(huán)形對稱布置。

第一連桿組件包括：第一至第三連桿u形接頭，第一和第二連桿十字軸，第一至第六連桿軸承端蓋，第一至第六連桿十字軸軸承。

構(gòu)成第一連桿組件的零部件間的連接：第二連桿u形接頭和第三連桿u形接頭分別與第一連桿的兩端固定連接。

第二至第六連桿組件和第一連桿組件完全相同。

工作臺組件包括：動平臺，第一至第十二連接軸十字軸軸承，第一至第十二連接軸軸承端蓋，第一至第六連接軸u形接頭，第一至第三連接軸，第一至第六動平臺軸承。

構(gòu)成工作臺組件的零部件間的連接：

第一連接軸插入動平臺的通孔中，連接軸的軸肩兩側(cè)分別與軸承內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋，形成轉(zhuǎn)動副；第一、二連接軸u形接頭的轉(zhuǎn)軸端與連接軸分別通過螺釘固定連接；

第二連接軸插入動平臺的通孔中，連接軸的軸肩兩側(cè)分別與軸承內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋，形成轉(zhuǎn)動副；第三、四連接軸u形接頭的轉(zhuǎn)軸端與連接軸分別通過螺釘固定連接；

第三連接軸插入動平臺的通孔中，連接軸的軸肩兩側(cè)分別與軸承內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋，形成轉(zhuǎn)動副；第五、六連接軸u形接頭的轉(zhuǎn)軸端與連接軸分別通過螺釘固定連接。

一種驅(qū)動冗余的并聯(lián)機床本體通過第一至第六直線移動組件與第一至第六連桿組件、機架和工作臺組件連接構(gòu)成。

構(gòu)成各組件間的連接：

第一連桿十字軸一對相對的兩端分別與第一連桿軸u形接頭中的第一和第二連桿十字軸軸承內(nèi)圈相配合，然后安裝第一和第二連桿軸承端蓋；

第一連桿十字軸另一對相對的兩端分別與第二連桿u形接頭中的第三和第四連桿十字軸軸承內(nèi)圈相配合，然后安裝第三和第四連桿軸承端蓋；

第二連桿十字軸一對相對的兩端分別與第三連桿u形接頭中的第五和第六連桿十字軸軸承內(nèi)圈相配合，然后安裝第五和第六連桿軸承端蓋。

第一連桿組件中第二連桿十字軸一對相對的兩端分別與工作臺組件中第一u形接頭中的第一、第二個十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第二連桿組件中第四連桿十字軸一對相對的兩端分別與工作臺組件中第二u形接頭中的第一、第二個十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第三連桿組件中第六連桿十字軸一對相對的兩端分別與工作臺組件中第三u形接頭中的第三、第四個十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第四連桿組件中第八連桿十字軸一對相對的兩端分別與工作臺組件中第四u形接頭中的第三、第四個十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第五連桿組件中第十連桿十字軸一對相對的兩端分別與工作臺組件中第五u形接頭中的第五、第六個十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第六連桿組件中第十二連桿十字軸一對相對的兩端分別與工作臺組件中第五u形接頭中的第五、第六個十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第一至第六連桿組件中第一、第四、第七、第十三和第十六連桿u形接頭分別與第一至第六直線移動組件中的第一至第六滑塊固定連接。

六個支架通過角鐵分別固定在機架的六個凹槽位置，呈環(huán)形對稱布置。

本發(fā)明所具有的有益效果：

利用冗余驅(qū)動的并聯(lián)機構(gòu)多自由度和大剛度性質(zhì)，提供了一種可以實現(xiàn)三自由度的并聯(lián)機床。該安裝裝置不但可以實現(xiàn)空間內(nèi)的兩個轉(zhuǎn)動、一個平動的三自由度運動，而且可以利用冗余驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性，提高運動平臺的承載能力，滿足了高精度運動的要求。驅(qū)動冗余可以消除非冗余并聯(lián)機構(gòu)的奇異位形，增大工作空間。利用螺旋導(dǎo)軌傳遞動力，將電機的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成為滑塊相對于導(dǎo)軌架的平移運動，為并聯(lián)機床提供動力。本裝置既可以滿足并聯(lián)機床大剛度的要求又能改善機構(gòu)的力學(xué)傳遞性能，提高機構(gòu)的動態(tài)相應(yīng)特性，是一種新型的三自由度并聯(lián)機床。

附圖說明

圖1為驅(qū)動冗余的并聯(lián)機床結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為驅(qū)動冗余的并聯(lián)機床的工作臺沿x軸轉(zhuǎn)動示意圖；

圖3為驅(qū)動冗余的并聯(lián)機床的工作臺沿y軸轉(zhuǎn)動示意圖；

圖4為驅(qū)動冗余的并聯(lián)機床的工作臺沿z軸平動示意圖；

圖5為第一直線移動組件爆炸示意圖；

圖6為第一連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為第二連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為第三連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為第四連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為第五連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為第六連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為圖6的a1-a1剖面圖；

圖13為圖6的a2-a2剖面圖；

圖14為圖6的a3-a3剖面圖；

圖15為工作臺組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為圖15的b1-b1剖面圖；

圖17為圖15的b2-b2剖面圖；

圖18為圖15的b3-b3剖面圖；

圖19為機架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20為機架的第一支架示意圖；

圖21為第一導(dǎo)軌架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖22為第一滑塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖23為第一擋板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖24為第一連桿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖25為第一連桿u形接頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖26為第一連桿十字軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖27為第一連桿軸承端蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖28為工作臺組件第一u形接頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖29為工作臺組件第一連接軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖30為動平臺結(jié)構(gòu)示意圖；

圖31為動平臺與連接軸間的第一軸承端蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：機架1，第一至第六直線移動組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，第一至第六連桿組件3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6，第一至第六支架4-1,4-2,4-3,4-4,4-5,4-6，滑塊5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6，工作臺組件6，第一電機7-1，第一聯(lián)軸器8-1，第一至第六導(dǎo)軌架9-1、9-2、9-3、9-4、9-5、9-6，第一、二導(dǎo)軌10-1、10-2，第一絲杠11-1，第一滑塊12-1，第一擋板13-1，第一、二擋板軸承14-1、14-2，第一至第三連桿u形接頭15-1、15-2、15-3，第四、第七、第十、第十三、第十六連桿u形接頭15-4、15-7、15-10、15-13、15-16，第一、第二、第四、第六、第八連桿十字軸16-1、16-2、16-4、16-6、16-8，第一至第六連桿17-1、17-2、17-3、17-4、17-5、17-6，第一至第六連桿軸承端蓋18-1、18-2、18-3、18-4、18-5、18-6，第一至第六連桿十字軸軸承19-1、19-2、19-3、19-4、19-5、19-6，連接軸軸承端蓋20-1、20-2、20-3、20-4、20-5、20-6、20-7、20-8、20-9、20-10、20-11、20-12，連接軸十字軸軸承21-1、21-2、21-3、21-4、21-5、21-6、21-7、21-8、21-9、21-10、21-11、21-12，第一至第六u形接頭22-1、22-2、22-3，22-4,22-5,22-6，第一至第三連接軸23-1、23-2、23-3，動平臺24。

具體實施方式

結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

一種冗余驅(qū)動的并聯(lián)機床本體，如圖1所示，該機床包括：機架1，第一至第六直線移動組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，第一至第六連桿組件3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6，工作臺組件6。

所述的第一至第六直線移動組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6的第一至第六導(dǎo)軌架9-1、9-2、9-3、9-4、9-5、9-6通過螺釘分別固定連接在機架1上的六個支架4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6中；

如圖5所示，第一直線移動組件2-1包括：電機7-1，聯(lián)軸器8-1，導(dǎo)軌架9-1，第一導(dǎo)軌10-1和第二導(dǎo)軌10-2，絲杠11-1，滑塊12-1，擋板13-1，第一、二擋板軸承14-1、14-2；

構(gòu)成第一直線移動組件的零部件間的連接：

絲杠11-1與滑塊12-1構(gòu)成螺旋副，第一、二軸承14-1、14-2分別固定于導(dǎo)軌架9-1上的軸承內(nèi)孔中和擋板13-1的軸承內(nèi)孔中；絲杠11-1的一端和第一軸承14-1的內(nèi)圈配合，另一端和第二軸承14-2的內(nèi)圈配合；第一導(dǎo)軌10-1和第二導(dǎo)軌10-2分別穿過滑塊12-1，其兩端固定在導(dǎo)軌架9-1和擋板13-1上；電機7-1固定在導(dǎo)軌架9-1上，電機7-1軸通過聯(lián)軸器8-1和絲杠11-1的一端連接；擋板13-1固定在導(dǎo)軌架9-1的一端。

第二至第六直線移動組件2-2、2-3、2-4、2-5、2-6和第一直線移動組件2-1完全相同，第一至第六直線移動組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6呈環(huán)形對稱布置。

如圖6所示，第一連桿組件3-1包括：第一至第三連桿u形接頭15-1、15-2、15-3，第一和第二連桿十字軸16-1、16-2，連桿17-1，第一至第六連桿軸承端蓋18-1、18-2、18-3、18-4、18-5、18-6，第一至第六連桿十字軸軸承19-1、19-2、19-3、19-4、19-5、19-6。

構(gòu)成第一連桿組件的零部件間的連接：第二連桿u形接頭15-2和第三連桿u形接頭15-3分別與第一連桿17-1的兩端固定連接。

如圖7、8、9、10、11所示，第二至第六連桿組件3-2、3-3、3-4、3-5、3-6和第一連桿組件3-1完全相同。

如圖15所示，工作臺組件6包括：動平臺24，第一至第十二連接軸十字軸軸承20-1、20-2、20-3、20-4、20-5、20-4、20-5、20-6、20-7、20-8、20-9、20-10、20-11、20-12，第一至第十二連接軸軸承端蓋21-1、21-2、21-3、21-4、21-5、21-6、21-7、21-8、21-9、21-10、21-11、21-12，第一至第六連接軸u形接頭22-1、22-2、22-3、22-4、22-5、22-6，第一至第三連接軸23-1,23-2,23-3，第一至第六動平臺軸承25-1、25-2、25-3、25-4、25-5、25-6，第一至第六動平臺軸承端蓋26-1、26-2、26-3、26-4、26-5、26-6；

所述的工作臺組件6呈y字形構(gòu)造，動平臺24的三個通孔記為c、d、e。動平臺24的三個通孔c、d、e成等邊三角形布置在動平臺24的三側(cè)。

構(gòu)成工作臺組件的零部件間的連接：

第一連接軸23-1插入動平臺25的通孔c中，連接軸的軸肩兩側(cè)分別與動平臺軸承25-1、25-2內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋26-1、26-2，形成轉(zhuǎn)動副；第一、二連接軸u形接頭22-1、22-2的轉(zhuǎn)軸端與連接軸23-1分別通過螺釘固定連接；

第二連接軸23-2插入動平臺25的通孔d中，連接軸的軸肩兩側(cè)分別與動平臺軸承25-3、25-4內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋26-3、26-4，形成轉(zhuǎn)動副；第三、四連接軸u形接頭22-3、22-4的轉(zhuǎn)軸端與連接軸23-2分別通過螺釘固定連接；

第三連接軸23-3插入動平臺25的通孔e中，其中連接軸的軸肩兩側(cè)分別與動平臺軸承25-5、25-6內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋25-5、25-6，形成轉(zhuǎn)動副；第五、六連接軸u形接頭22-5、22-6的轉(zhuǎn)軸端與連接軸23-3分別通過螺釘固定連接。

一種驅(qū)動冗余的并聯(lián)機床本體通過第一至第六直線移動組件與第一至第六連桿組件、機架和工作臺組件連接構(gòu)成。

構(gòu)成各組件間的連接：

如圖12所示，第一連桿十字軸16-1一對相對的兩端分別與第一連桿軸u形接頭15-1中的第一和第二連桿十字軸軸承19-1、19-2內(nèi)圈相配合，然后安裝第一和第二連桿軸承端蓋18-1、18-2；

如圖13所示，第一連桿十字軸16-1另一對相對的兩端分別與第二連桿u形接頭15-2中的第三和第四連桿十字軸軸承19-3、19-4內(nèi)圈相配合，然后安裝第三和第四連桿軸承端蓋18-3、18-4；

如圖14所示，第二連桿十字軸16-2一對相對的兩端分別與第三連桿u形接頭15-3中的第五和第六連桿十字軸軸承19-5、19-6內(nèi)圈相配合，然后安裝第五和第六連桿軸承端蓋18-5、18-6。

如圖15所示，

第一連桿組件3-1中第二連桿十字軸16-2一對相對的兩端分別與工作臺組件6中第一連接軸u形接頭22-1中的第一、第二個連接軸十字軸軸承20-1、20-2內(nèi)圈相配合；

第二連桿組件3-2中第四連桿十字軸16-4一對相對的兩端分別與工作臺組件6中第二連接軸u形接頭22-2中的第三、第四個連接軸十字軸軸承20-3、20-4內(nèi)圈相配合；

第三連桿組件3-3中第六連桿十字軸16-6一對相對的兩端分別與工作臺組件6中第三連接軸u形接頭22-3中的第五、第六個連接軸十字軸軸承20-5、20-6內(nèi)圈相配合；

第四連桿組件3-4中第八連桿十字軸16-8一對相對的兩端分別與工作臺組件6中第四連接軸u形接頭22-4中的第七、第八個連接軸十字軸軸承20-7、20-8內(nèi)圈相配合；

第五連桿組件3-5中第十連桿十字軸16-10一對相對的兩端分別與工作臺組件6中第五連接軸u形接頭22-5中的第九、第十個連接軸十字軸軸承20-9、20-10內(nèi)圈相配合；

第六連桿組件3-6中第十二連桿十字軸16-12一對相對的兩端分別與工作臺組件6中第六連接軸u形接頭22-6中的第十一、第十二個連接軸十字軸軸承20-11、20-12內(nèi)圈相配合；

第一至第六連桿組件中3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6第一、第四、第七、第十、第十三和第十六連桿u形接頭15-1、15-4、15-7、15-10、15-13、15-16分別與第一至第六直線移動組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6中的第一至第六滑塊5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6固定連接。

六個支架4-1,4-2,4-3,4-4,4-5,4-6通過角鐵分別固定在機架1的六個凹槽位置，呈環(huán)形對稱布置。

如圖2、3、4，各個電機轉(zhuǎn)動，帶動與之相連的絲杠轉(zhuǎn)動，使得各個滑塊沿各自導(dǎo)軌做直線運動，實現(xiàn)對并聯(lián)機床的運動輸入；第一至第六連桿組件3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6移動帶動工作臺組件6移動，實現(xiàn)動平臺24沿兩個方向的轉(zhuǎn)動和一個方向的平動。