兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床，包括：基座、工作臺(tái)、支架、滑動(dòng)塊、四條相同的運(yùn)動(dòng)支鏈、伺服電機(jī)；支架的三個(gè)面上布置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上分別布置有滑動(dòng)塊；支架固定于基座上；工作臺(tái)通過(guò)四條運(yùn)動(dòng)支鏈與支架連接，四條運(yùn)動(dòng)支鏈的一端分別通過(guò)球鉸連接方式連接于工作臺(tái)上，另一端鉸接于滑動(dòng)塊上；四條運(yùn)動(dòng)支鏈分別由四個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，通過(guò)個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈間的互相限制作用可以減小并聯(lián)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的奇異性，同時(shí)增加了系統(tǒng)承載能力和剛度，加工精度高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】?jī)勺杂啥绒D(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)床領(lǐng)域，具體涉及一種兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床。

【背景技術(shù)】
[0002]1994年，美國(guó)公司首次推出了基于31:6冊(cè)1~1:平臺(tái)的六自由度并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床，標(biāo)志著機(jī)床設(shè)計(jì)開(kāi)始采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
[0003]相較于傳統(tǒng)的運(yùn)用串聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的機(jī)床，并聯(lián)機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度大、自重負(fù)荷比小、精度高等優(yōu)點(diǎn)。因此，自上世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的眾多學(xué)者開(kāi)展了并聯(lián)機(jī)床的研發(fā)。其中大多集中在三自由度和六自由度上，但一般情況下，設(shè)備中的自由度越多就表明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，制造起來(lái)的難度就會(huì)相應(yīng)的上升，而對(duì)于一般的零部件，設(shè)備中過(guò)多的自由度反而成為了浪費(fèi)，在實(shí)際應(yīng)用中只需設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的移動(dòng)即可。
[0004]兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相應(yīng)的會(huì)產(chǎn)生機(jī)床剛度和穩(wěn)定性的下降，從而導(dǎo)致零部件的加工精度不高，且在機(jī)床工作的過(guò)程中易產(chǎn)生機(jī)床運(yùn)動(dòng)的奇異性。
[0005]因此，研究?jī)勺杂啥鹊牟⒙?lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于機(jī)床是非常有意義的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床，具有精度高、剛性大、不易產(chǎn)生奇異性的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型的提出的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床，其特征在于，包括:基座、工作臺(tái)、支架、滑動(dòng)塊、運(yùn)動(dòng)支鏈和伺服電機(jī)；
[0008]支架的三個(gè)面上分別設(shè)置有導(dǎo)軌，滑塊相應(yīng)設(shè)置于導(dǎo)軌上；
[0009]支架固定于所述基座上；
[0010]工作臺(tái)通過(guò)運(yùn)動(dòng)支鏈與支架連接，運(yùn)動(dòng)支鏈包括:第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈；
[0011]第一運(yùn)動(dòng)支鏈與第二運(yùn)動(dòng)支鏈的一端分別通過(guò)球鉸連接方式連接于工作臺(tái)的兩偵1第三運(yùn)動(dòng)支鏈與第四運(yùn)動(dòng)支鏈的一端分別通過(guò)球鉸連接方式連接于工作臺(tái)的上半部，第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈的另一端絞接于對(duì)應(yīng)的所屬滑動(dòng)塊上，第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈的另一端共同鉸接于同一對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)塊上；
[0012]第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈分別由四個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0013]第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈共同通過(guò)鉸接方式連接于同一滑動(dòng)塊，但鉸接點(diǎn)不在同一點(diǎn)上；
[0014]運(yùn)動(dòng)支鏈的另一端通過(guò)滾珠絲杠與支架連接。
[0015]第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈的連桿由對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)控制以穿過(guò)滑塊。
[0016]滑動(dòng)塊包括:第一運(yùn)動(dòng)支鏈穿過(guò)的第一滑動(dòng)塊、第二運(yùn)動(dòng)支鏈穿過(guò)的第二滑動(dòng)塊和第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈穿過(guò)的第三滑動(dòng)塊；
[0017]第一滑動(dòng)塊、第二滑動(dòng)塊和第三滑動(dòng)塊分別由三個(gè)伺服電機(jī)控制。
[0018]本實(shí)用新型的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，通過(guò)個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈間的互相限制作用可以減小并聯(lián)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的奇異性，同時(shí)增加了系統(tǒng)承載能力和剛度，力口工精度高。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本實(shí)用新型的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022]圖1是本實(shí)用新型的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，其中圖1所示，圖中各符號(hào)的含義為:
[0023]1基座，2為支架，3為工作臺(tái)，4為第一支運(yùn)動(dòng)支鏈，5為第二運(yùn)動(dòng)支鏈，6為第三運(yùn)動(dòng)支鏈，7為第四運(yùn)動(dòng)支鏈。
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床包括:基座1、工作臺(tái)3、支架2、滑動(dòng)塊、四條相同的運(yùn)動(dòng)支鏈4、5、6、7、伺服電機(jī)；
[0025]支架2的三個(gè)面上布置有導(dǎo)軌，滑動(dòng)塊相應(yīng)布置于導(dǎo)軌上；
[0026]支架2固定于基座1上；
[0027]工作臺(tái)3通過(guò)四條運(yùn)動(dòng)支鏈與支架2連接，四條運(yùn)動(dòng)支鏈為:第一運(yùn)動(dòng)支鏈4、第二運(yùn)動(dòng)支鏈5、第三運(yùn)動(dòng)支鏈6和第四運(yùn)動(dòng)支鏈7 ；
[0028]第一運(yùn)動(dòng)支鏈4與第二運(yùn)動(dòng)支鏈5的一端分別通過(guò)球鉸連接方式連接于工作臺(tái)3的兩側(cè)，第三運(yùn)動(dòng)支鏈6與第四運(yùn)動(dòng)支鏈7的一端通過(guò)球鉸連接方式連接于工作臺(tái)3的上半部，第一運(yùn)動(dòng)支鏈4、第二運(yùn)動(dòng)支鏈5的另一端分別鉸接于第一滑動(dòng)塊上，第二滑動(dòng)塊上，第三運(yùn)動(dòng)支鏈6和第四運(yùn)動(dòng)支鏈7的另一端共同鉸接于第三滑動(dòng)塊上；
[0029]第一運(yùn)動(dòng)支鏈4、第二運(yùn)動(dòng)支鏈5、第三運(yùn)動(dòng)支鏈6和第四運(yùn)動(dòng)支鏈7分別由第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第三伺服電機(jī)、第四伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0030]第三運(yùn)動(dòng)支鏈6和第四運(yùn)動(dòng)支鏈7共同通過(guò)鉸接方式連接于同一滑動(dòng)塊，但鉸接點(diǎn)不在同一點(diǎn)上；
[0031]第一運(yùn)動(dòng)支鏈4、第二運(yùn)動(dòng)支鏈5、第三運(yùn)動(dòng)支鏈6和第四運(yùn)動(dòng)支鏈7的另一端通過(guò)滾珠絲杠與支架2連接。
[0032]第一運(yùn)動(dòng)支鏈4、第二運(yùn)動(dòng)支鏈5、第三運(yùn)動(dòng)支鏈6和第四運(yùn)動(dòng)支鏈7的連桿由對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)控制而可穿過(guò)滑塊。
[0033]三個(gè)滑動(dòng)塊分別為:第一運(yùn)動(dòng)支鏈4穿過(guò)的第一滑動(dòng)塊、第二運(yùn)動(dòng)支鏈5穿過(guò)的第二滑動(dòng)塊、第三運(yùn)動(dòng)支鏈6和第四運(yùn)動(dòng)支鏈7穿過(guò)的第三滑動(dòng)塊；
[0034]第一滑動(dòng)塊、第二滑動(dòng)塊、第三滑動(dòng)塊分別由第五伺服電機(jī)、第六伺服電機(jī)、第七伺服電機(jī)控制。
[0035]具體工作過(guò)程為:
[0036]X軸向上的運(yùn)動(dòng):第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)與第七伺服電機(jī)共同工作,第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)控制第一運(yùn)動(dòng)支鏈4和第二運(yùn)動(dòng)支鏈5以相同的速度同方向同時(shí)進(jìn)行向左或向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)第七伺服電機(jī)控制第三滑動(dòng)塊隨工作臺(tái)3運(yùn)動(dòng)，防止第三運(yùn)動(dòng)支鏈6和第四運(yùn)動(dòng)支鏈7與工作臺(tái)3連接的球絞、與支架2連接的鉸接點(diǎn)因較旋轉(zhuǎn)角度過(guò)大而損壞；同時(shí)第三伺服電機(jī)、第四伺服電機(jī)不工作，以對(duì)工作臺(tái)3進(jìn)行限制，防止其發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0037]V軸向上的運(yùn)動(dòng):第三伺服電機(jī)、第四伺服電機(jī)與第五伺服電機(jī)、第六伺服電機(jī)共同工作，第三伺服電機(jī)和第四伺服電機(jī)控制第三運(yùn)動(dòng)支鏈6和第四運(yùn)動(dòng)支鏈7以相同的速度同時(shí)進(jìn)行向上或向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)第五伺服電機(jī)、第六伺服電機(jī)控制第一滑動(dòng)塊、第二滑動(dòng)塊隨工作臺(tái)3運(yùn)動(dòng)，防止第一運(yùn)動(dòng)支鏈4和第二運(yùn)動(dòng)支鏈5與工作臺(tái)3連接的球絞、與支架2連接的鉸接點(diǎn)因較旋轉(zhuǎn)角度過(guò)大而損壞；同時(shí)第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)不工作，以對(duì)工作臺(tái)3進(jìn)行限制，防止其發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0038]工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng):第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)控制第一運(yùn)動(dòng)支鏈4和第二運(yùn)動(dòng)支鏈5同時(shí)以相同的速度反方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作臺(tái)3施加擠壓力，當(dāng)?shù)谌欧姍C(jī)控制第三運(yùn)動(dòng)支鏈6進(jìn)行一次短時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，就向工作臺(tái)3施加一個(gè)向下的壓力，同時(shí)當(dāng)?shù)谒乃欧姍C(jī)控制第四運(yùn)動(dòng)支鏈7進(jìn)行一次短時(shí)向上運(yùn)動(dòng)，就向工作臺(tái)3施加一個(gè)向上的拉力，就會(huì)使工作臺(tái)3向逆時(shí)針的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，而當(dāng)?shù)谌欧姍C(jī)控制第三運(yùn)動(dòng)支鏈6進(jìn)行一次短時(shí)向上運(yùn)動(dòng)，就向工作臺(tái)3施加一個(gè)向上的拉力，同時(shí)當(dāng)?shù)谒乃欧姍C(jī)控制第四運(yùn)動(dòng)支鏈7進(jìn)行一次短時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，就向工作臺(tái)3施加一個(gè)向下的壓力，就會(huì)使工作臺(tái)3向順時(shí)針的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度；但如果工作臺(tái)3已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度以后，在相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，需要系統(tǒng)先向之前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)的方向進(jìn)行反方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)工作臺(tái)3回復(fù)到系統(tǒng)在未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的形態(tài)下再控制系統(tǒng)進(jìn)行相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)；第五伺服電機(jī)、第六伺服電機(jī)、第七伺服電機(jī)不工作，以對(duì)工作臺(tái)3進(jìn)行限定，使其不發(fā)生其它方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0039]本實(shí)施例的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠平穩(wěn)的控制工作臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，有效地對(duì)模具進(jìn)行加工。
[0040]本實(shí)用新型的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，通過(guò)個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈間的互相限制作用可以減小并聯(lián)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的奇異性，同時(shí)增加了系統(tǒng)承載能力和剛度，力口工精度高。
[0041]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床，其特征在于，包括:基座、工作臺(tái)、支架、滑動(dòng)塊、運(yùn)動(dòng)支鏈和伺服電機(jī)； 所述支架的三個(gè)面上分別設(shè)置有導(dǎo)軌，所述滑塊相應(yīng)設(shè)置于所述導(dǎo)軌上； 所述支架固定于所述基座上； 所述工作臺(tái)通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)支鏈與所述支架連接，所述運(yùn)動(dòng)支鏈包括:第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈； 所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈與所述第二運(yùn)動(dòng)支鏈的一端分別通過(guò)球鉸連接方式連接于所述工作臺(tái)的兩側(cè)，所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈與所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈的一端分別通過(guò)球鉸連接方式連接于所述工作臺(tái)的上半部，所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈、所述第二運(yùn)動(dòng)支鏈的另一端絞接于對(duì)應(yīng)的所屬滑動(dòng)塊上，所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈和所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈的另一端共同鉸接于同一對(duì)應(yīng)的所述滑動(dòng)塊上； 所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈、所述第二運(yùn)動(dòng)支鏈、所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈和所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈分別由四個(gè)所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床，其特征在于，所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈和所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈共同通過(guò)鉸接方式連接于同一所述滑動(dòng)塊，但鉸接點(diǎn)不在同一點(diǎn)上； 所述運(yùn)動(dòng)支鏈的另一端通過(guò)滾珠絲杠與所述支架連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床，其特征在于，所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈、所述第二運(yùn)動(dòng)支鏈、所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈和所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈的連桿由對(duì)應(yīng)的所述伺服電機(jī)控制以穿過(guò)所述滑塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床，其特征在于，所述滑動(dòng)塊包括:所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈穿過(guò)的第一滑動(dòng)塊、所述第二運(yùn)動(dòng)支鏈穿過(guò)的第二滑動(dòng)塊和所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈和所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈穿過(guò)的第三滑動(dòng)塊； 所述第一滑動(dòng)塊、所述第二滑動(dòng)塊和所述第三滑動(dòng)塊分別由三個(gè)伺服電機(jī)控制。
【文檔編號(hào)】B23Q1/01GK204195250SQ201420418735
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
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