一種無匯交軸線三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種無匯交軸線三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它包括定平臺、動平臺和三個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的連接這兩個(gè)平臺的活動分支，每個(gè)活動分支均由移動副P1、轉(zhuǎn)動副R1、和球副S1依次連接構(gòu)成。上述移動副P1與定平臺傾斜布置；球副S1與動平臺相連接；移動副P1的軸線與轉(zhuǎn)動副R1的軸線相互垂直。本發(fā)明具有三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度，可以實(shí)現(xiàn)空間三維轉(zhuǎn)動，且不存在分支間運(yùn)動副軸線匯交的幾何條件，制造裝配相對傳統(tǒng)球面三轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)更為簡單，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種無匯交軸線三自由度轉(zhuǎn)動并聯(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]在少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)在機(jī)械工程領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景，其可用于先進(jìn)的多軸數(shù)控機(jī)床、數(shù)控回轉(zhuǎn)臺、艦載穩(wěn)定平臺及其他許多需要進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整的場合中。傳統(tǒng)的球面三轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)繞空間一點(diǎn)的三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度，亦即動平臺可繞三條匯交的軸線轉(zhuǎn)動。但在這些并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，都要求多個(gè)轉(zhuǎn)動副軸線匯交于空間一點(diǎn)。這種嚴(yán)格的幾何條件要求在制造上很難精確實(shí)現(xiàn)，極大的制約了這類機(jī)構(gòu)在實(shí)際中的應(yīng)用。因此，通過合理的設(shè)計(jì)來避免這種苛刻的幾何條件是在進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要解決的一個(gè)問題。
[0003]目前已經(jīng)有的一些三自由度轉(zhuǎn)動平臺或機(jī)構(gòu)，如公開號為CN1417003A的中國專利公開了一種三自由度轉(zhuǎn)動平臺并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)、公開號為CN101497198A的中國專利公開了一種具有遠(yuǎn)程運(yùn)動中心的三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)等均要求機(jī)構(gòu)有多個(gè)運(yùn)動軸線相交于一點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能實(shí)現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動且沒有空間匯交的運(yùn)動副軸線的無匯交軸線三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明包括定平臺、動平臺和三個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的連接這兩個(gè)平臺的活動分支，每個(gè)活動分支中的第一連桿的一端通過移動副與定平臺連接，該第一連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副與第二連桿的一端連接，該第二連桿的另一端通過球副與動平臺連接;上述移動副與定平臺傾斜布置;移動副的軸線與轉(zhuǎn)動副的軸線相互垂直。分支中的球副可以替換為三個(gè)軸線相交于一點(diǎn)的轉(zhuǎn)動副;移動副可以替換為由伺服電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠副。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0007]1、本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)空間三維的轉(zhuǎn)動，沒有多個(gè)轉(zhuǎn)動副軸線必須匯交于空間一點(diǎn)的苛刻幾何條件。
[0008]2、三個(gè)分支完全相同，容易制造和裝配，且維護(hù)成本較低。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的立體示意簡圖；
[0010]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的立體示意簡圖；
[0011 ]圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的立體示意簡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
[0013]在圖1所示的無匯交軸線三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)立體示意圖中，三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，每個(gè)活動分支中的第一連桿3的一端通過移動副Pl與定平臺I連接，該第一連桿3的另一端通過轉(zhuǎn)動副Rl與第二連桿4的一端連接，該第二連桿4的另一端通過球副SI與動平臺2連接;其中，移動副Pl與定平臺傾斜布置;移動副Pl的軸線與轉(zhuǎn)動副Rl的軸線相互垂直。
[0014]實(shí)施例2
[0015]如圖2所示，三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，每個(gè)活動分支中的第一連桿3的一端通過移動副Pl與定平臺I連接，該第一連桿3的另一端通過轉(zhuǎn)動副Rl與第二連桿4的一端連接，該第二連桿4的另一端通過轉(zhuǎn)動副R2與第三連桿5的一端連接，該第三連桿5的另一端通過轉(zhuǎn)動副R3與第四連桿6的一端連接，該第四連桿6的另一端通過轉(zhuǎn)動副R4與動平臺2連接;轉(zhuǎn)動副R2、R3、R4相交于空間一點(diǎn)；
[0016]實(shí)施例3
[0017]如圖3所示，三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，每個(gè)活動分支中的絲杠座7的一端與定平臺固連，絲杠3設(shè)在絲杠座上，絲杠上設(shè)有絲杠滑座5，絲杠滑座與絲杠連接形成移動副;第二連桿4的一端通過轉(zhuǎn)動副Rl與絲杠滑座連接，該第二連桿的另一端通過R2、R3、R4與動平臺2連接。其中，絲杠與定平臺傾斜布置;轉(zhuǎn)動副R2、R3、R4的軸線相交于空間一點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無匯交軸線三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它包括定平臺、動平臺和三個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的連接這兩個(gè)平臺的活動分支，其特征在于:所述每個(gè)活動分支中的第一連桿的一端通過移動副與定平臺連接，該第一連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副與第二連桿的一端連接，該第二連桿的另一端通過球副與動平臺連接;上述移動副與定平臺傾斜布置;球副與動平臺相連接;移動副的軸線與轉(zhuǎn)動副的軸線相互垂直。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無匯交軸線三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述球副替換為三個(gè)軸線相交于一點(diǎn)的轉(zhuǎn)動副。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無匯交軸線三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述移動副替換為由伺服電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠副。
【文檔編號】B25J9/00GK105945916SQ201610389873
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】陳子明, 黃坤, 周金, 成棟良, 劉曉檬, 張揚(yáng)
【申請人】燕山大學(xué)