一種三伺服電機并聯(lián)輸入機械式牛頭刨床主運動機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明屬于機構(gòu)學(xué)與機械制造領(lǐng)域，特別涉及一種三伺服電機并聯(lián)輸入機械式牛頭創(chuàng)床王運動機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
:
[0002]牛頭刨床可應(yīng)用于水平面、垂直面、斜面、直槽、V型槽、燕尾槽及直母線成型面等面的刨削加工，因此在機械制造領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。為了提高加工表面的質(zhì)量，要求滑枕應(yīng)為勻速運動，但機械式牛頭刨床的主運動機構(gòu)一般采用擺動導(dǎo)桿機構(gòu)和擺桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)而成的組合機構(gòu)，刨刀刨削加工時的主運動為非勻速運動，為進一步提高加工質(zhì)量帶來了困難。
[0003]為了解決上述問題，可以采用一些學(xué)者所提出的機構(gòu)主動控制方法，即采用可控的伺服電機取代普通電機作為機構(gòu)的執(zhí)行元件。因伺服電機具有可控性，可通過主動控制的方式，對機構(gòu)末端速度進行控制，達到所需的速度要求。
[0004]但相對普通功率電機，小功率伺服電機的功率較小，難于提供金屬加工機床主運動的工作功率需求，而大功率伺服電機的價格又非常昂貴。
[0005]為解決上述技術(shù)難題，一些廠家和學(xué)者采用將多個小功率伺服電機并聯(lián)的方法，作為機床主運動機構(gòu)的輸入。但由于機械式刨床主運動機構(gòu)本身為單自由度機構(gòu)，而單自由度機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的原動機為一。這就要求多個并聯(lián)的小功率伺服電機必須滿足輸入同步，否則將引起運動干涉，嚴(yán)重時甚至?xí)p壞伺服電機和刨床。而要求多個伺服電機嚴(yán)格同步輸入，無疑將增大控制難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種三伺服電機并聯(lián)輸入機械式牛頭刨床主運動機構(gòu)，其具有可控性、柔性化、智能化的優(yōu)點。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是:一種三伺服電機并聯(lián)輸入機械式牛頭刨床主運動機構(gòu)，其利用一個連桿將一個平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)與末端滑枕相連接。平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)含三個相同運動支鏈，且為對稱結(jié)構(gòu)，每一支鏈均含有兩個連桿、二個轉(zhuǎn)動副和一個移動副，平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動平臺通過轉(zhuǎn)動副與所述支鏈的一個連桿相連接、平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的機架與所述另一連桿也通過轉(zhuǎn)動副相連接，所述支鏈中的兩個連桿通過移動副相連接。每一個支鏈由一個伺服電機驅(qū)動，可選擇伺服電機驅(qū)動與機架相連的轉(zhuǎn)動副作為機構(gòu)每一支鏈的輸入，也可選擇通過伺服電機帶動滾珠絲杠副驅(qū)動所述每一支鏈的移動副作為每一支鏈的輸入。利用平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)將三個伺服電機的輸入傳遞、合成并轉(zhuǎn)化為末端滑枕的單一大功率輸出。由于平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)本身具有機械協(xié)調(diào)功能，可消除三組伺服電機輸入誤差引起的運動干涉，降低控制難度。
【附圖說明】
:
[0008]圖1為所述一種三伺服電機并聯(lián)輸入機械式牛頭刨床主運動機構(gòu)簡圖。
[0009]圖1 中，I 為機架，2-10 為桿，11、13、14、16、17、19、20、21 為轉(zhuǎn)動副，12、15、18 為移動副。
【具體實施方式】
:
[0010]以下結(jié)合附圖1所示之實施例對本發(fā)明作進一步詳述:
[0011]如圖1所示實施例中:機械式牛頭刨床主運動機構(gòu)的滑枕(桿10)通過桿9與一平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動平臺(桿4)相連，所述滑枕(桿10)為機構(gòu)整體的末端輸出構(gòu)件。所述平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)含有三條相同的運動支鏈，且為對稱結(jié)構(gòu)，桿2和桿3組成第一運動支鏈，桿2與機架I通過轉(zhuǎn)動副11相連接，桿2和桿3通過移動副12相連接，桿3與桿4 (平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動平臺)通過轉(zhuǎn)動副13相連接；桿5和桿6組成第二運動支鏈，桿6與機架I通過轉(zhuǎn)動副16相連接，桿5與桿6通過移轉(zhuǎn)動15相連接，桿5與桿4 (平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動平臺)通過轉(zhuǎn)動副14相連接；桿7和桿8組成第三運動支鏈，桿8與機架I通過轉(zhuǎn)動副19相連接，桿7與桿8通過移動副18相連接，桿7與桿4(平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動平臺)通過轉(zhuǎn)動副17相連接。平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)通過轉(zhuǎn)動副20與桿9相連接，轉(zhuǎn)動副20位于桿4 (平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動平臺)的幾何中心，桿9通過轉(zhuǎn)動副21與桿10 (滑枕)相連接，桿10 (滑枕)與機架I為移動副連接。所述平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)每一支鏈均為伺服電機驅(qū)動，可選擇與機架相連的轉(zhuǎn)動副或者每一支鏈的移動副作為各支鏈的驅(qū)動副。所述平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)將所述三條運動支鏈的伺服電機的輸入傳遞、合成并轉(zhuǎn)化為桿10 (滑枕)的大功率單一輸出，實現(xiàn)大功率刨削加工作業(yè)任務(wù)。所述平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)本身具有機械協(xié)調(diào)功能，可消除三組伺服電機輸入誤差引起的運動干涉，降低控制難度。
【主權(quán)項】
1.一種三伺服電機并聯(lián)輸入機械式牛頭刨床主運動機構(gòu)，其特征是:通過一個連桿將機械式牛頭刨床的滑枕與一個平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)運動平臺的幾何中心相連接；所述平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)由三條相同的運動支鏈構(gòu)成，且為對稱結(jié)構(gòu)，每一支鏈均含有兩個連桿、一個移動副和兩個轉(zhuǎn)動副；平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動平臺通過轉(zhuǎn)動副與所述支鏈的一個連桿相連接、平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的機架與所述另一連桿也通過轉(zhuǎn)動副相連接，所述支鏈中的兩個連桿通過移動副相連接；每一個支鏈由一個伺服電機驅(qū)動，可選擇伺服電機驅(qū)動與機架相連的轉(zhuǎn)動副作為機構(gòu)每一支鏈的輸入，也可選擇通過伺服電機帶動滾珠絲杠副驅(qū)動所述每一支鏈的移動副作為每一支鏈的輸入；所述機械式牛頭刨床主運動機構(gòu)的滑枕與機架通過移動副相連接；所述平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)將三組伺服電機的輸入傳遞、合成并轉(zhuǎn)化為滑枕的單一大功率輸出，實現(xiàn)刨床的刨削作業(yè)任務(wù)；所述平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)具有機械協(xié)調(diào)功能，可消除三組伺服電機輸入誤差引起的運動干涉，降低控制難度。
【專利摘要】本發(fā)明屬于機構(gòu)學(xué)與機械制造領(lǐng)域，特別涉及一種三伺服電機并聯(lián)輸入機械式牛頭刨床主運動機構(gòu)。其特征是：通過一個連桿將牛頭刨床主運動機構(gòu)的滑枕與一個平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動平臺相聯(lián)接，該平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)由三條相同的運動支鏈構(gòu)成，且為對稱結(jié)構(gòu)，每一支鏈均為RPR(R為轉(zhuǎn)動副、P為移動副)支鏈，每一支鏈均由伺服電機驅(qū)動。所述平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)將三組伺服電機的輸入傳遞、合成并轉(zhuǎn)化為刨床主運動機構(gòu)滑枕的單一大功率輸出。所述平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)具有機械協(xié)調(diào)功能，能消除三組伺服電機輸入誤差引起的運動干涉，降低控制難度。本發(fā)明具有可控性、柔性化、智能化的優(yōu)點。
【IPC分類】B23D7/10
【公開號】CN105195802
【申請?zhí)枴緾N201510704909
【發(fā)明人】王冰, 韓偉娜, 楊墨
【申請人】北華航天工業(yè)學(xué)院
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月27日