一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、第一主動(dòng)支鏈、第二主動(dòng)支鏈、第三主動(dòng)支鏈、第四主動(dòng)支鏈、第五主動(dòng)約束支鏈以及動(dòng)平臺(tái)。所述第一主動(dòng)支鏈、第二主動(dòng)支鏈、第三主動(dòng)支鏈、第四主動(dòng)支鏈、第五主動(dòng)約束支鏈共同驅(qū)動(dòng)動(dòng)平臺(tái)做空間五自由度運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明采用五條運(yùn)動(dòng)支鏈實(shí)現(xiàn)機(jī)床的空間五自由度運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)構(gòu)件質(zhì)量輕，機(jī)構(gòu)剛性好、慣性小、動(dòng)力學(xué)性能好。
【專利說明】一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)床領(lǐng)域，特別是一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有精度高、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，自上世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)外眾多學(xué)者開展了并聯(lián)機(jī)床的研發(fā)。其中大多集中在3自由度和6自由度上，而加工復(fù)雜的機(jī)械零件只需要5個(gè)自由度就足夠了。所以，六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用在機(jī)床上將有一個(gè)多余的自由度，這顯然是一種不必要的浪費(fèi)；而三自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)為完成復(fù)雜的任務(wù)就必須借助其他兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，這將使得并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)大打折扣。因此，研究五自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于機(jī)床是非常有意義的?，F(xiàn)在所研發(fā)的五自由度并聯(lián)機(jī)床都是通過五條主動(dòng)支鏈外加一條約束支鏈來實(shí)現(xiàn)的，這樣的話機(jī)床實(shí)現(xiàn)五自由度的運(yùn)動(dòng)需要六條支鏈來完成，如專利ZL02104943.2。本發(fā)明采用新型4-PUS/PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的五自由度運(yùn)動(dòng)，這種構(gòu)型僅需四條主動(dòng)無約束支鏈外加一條主動(dòng)約束支鏈。因此，采用此構(gòu)型的并聯(lián)機(jī)床可節(jié)約一條支鏈，使得機(jī)床的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)構(gòu)件質(zhì)量減輕17%以上，其運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)性能更加優(yōu)越。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)，可簡(jiǎn)化現(xiàn)有五自由度并聯(lián)機(jī)床的結(jié)構(gòu)，減輕運(yùn)動(dòng)構(gòu)件質(zhì)量17%以上，使其運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)性能更加優(yōu)越。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、第一主動(dòng)支鏈、第二主動(dòng)支鏈、第三主動(dòng)支鏈、第四主動(dòng)支鏈、第五主動(dòng)約束支鏈以及動(dòng)平臺(tái)。
[0005]所述第一主動(dòng)支鏈由第一主動(dòng)滑塊和第一連桿組成，第一主動(dòng)滑塊通過第一移動(dòng)副在機(jī)架上滑動(dòng)，第一主動(dòng)滑塊另一端通過第一虎克鉸帶動(dòng)第一連桿運(yùn)動(dòng)，第一連桿另一端通過第一球鉸帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。
[0006]所述第二主動(dòng)支鏈由第二主動(dòng)滑塊和第二連桿組成，第二主動(dòng)滑塊通過第二移動(dòng)副在機(jī)架上滑動(dòng)，第二主動(dòng)滑塊另一端通過第二虎克鉸帶動(dòng)第二連桿運(yùn)動(dòng)，第二連桿另一端通過第二球鉸帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。
[0007]所述第三主動(dòng)支鏈由第三主動(dòng)滑塊和第二連桿組成，第三主動(dòng)滑塊通過第三移動(dòng)副在機(jī)架上滑動(dòng)，第三主動(dòng)滑塊另一端通過第三虎克鉸帶動(dòng)第三連桿運(yùn)動(dòng)，第三連桿另一端通過第三球鉸帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述第四主動(dòng)支鏈由第四主動(dòng)滑塊和第四連桿組成，第四主動(dòng)滑塊通過第四移動(dòng)副在機(jī)架上滑動(dòng)，第四主動(dòng)滑塊另一端通過第四虎克鉸帶動(dòng)第四連桿運(yùn)動(dòng)，第四連桿另一端通過第四球鉸帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述第五主動(dòng)支鏈由第五主動(dòng)滑塊和第五連桿組成，第五主動(dòng)滑塊通過第五移動(dòng)副在機(jī)架上滑動(dòng)，第五主動(dòng)滑塊另一端通過第五虎克鉸帶動(dòng)第五連桿運(yùn)動(dòng)，第五連桿另一端通過第六虎克鉸帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。
[0010]所述五個(gè)主動(dòng)滑塊的運(yùn)動(dòng)可通過五條連桿帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)空間五自由度的運(yùn)動(dòng)。
[0011]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
1、采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，桿件做成輕桿，機(jī)構(gòu)重量輕、剛性好；
2、支鏈數(shù)量少，機(jī)床運(yùn)動(dòng)構(gòu)件少、慣量小、運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)性能好；
3、動(dòng)平臺(tái)上安裝不同的末端執(zhí)行器，本機(jī)構(gòu)可應(yīng)用到裝配、焊接、姿態(tài)調(diào)整和定位設(shè)備、激光、醫(yī)用等領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)的第一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明所述一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)的第二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明所述一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)的第三結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0016]對(duì)照?qǐng)D1，一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架1、第一主動(dòng)支鏈、第二主動(dòng)支鏈、第三主動(dòng)支鏈、第四主動(dòng)支鏈、第五主動(dòng)約束支鏈以及動(dòng)平臺(tái)27。
[0017]所述第一主動(dòng)支鏈由第一主動(dòng)滑塊2和第一連桿17組成，第一主動(dòng)滑塊2通過第一移動(dòng)副7在機(jī)架上I滑動(dòng)，第一主動(dòng)滑塊2另一端通過第一虎克鉸12帶動(dòng)第一連桿17運(yùn)動(dòng)，第一連桿17另一端通過第一球鉸22帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)27運(yùn)動(dòng)。
[0018]所述第二主動(dòng)支鏈由第二主動(dòng)滑塊3和第二連桿18組成，第二主動(dòng)滑塊3通過第二移動(dòng)副8在機(jī)架I上滑動(dòng)，第二主動(dòng)滑塊3另一端通過第二虎克鉸13帶動(dòng)第二連桿18運(yùn)動(dòng)，第二連桿18另一端通過第二球鉸23帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)27運(yùn)動(dòng)。
[0019]所述第三主動(dòng)支鏈由第三主動(dòng)滑塊4和第二連桿19組成，第三主動(dòng)滑塊4通過第三移動(dòng)副9在機(jī)架I上滑動(dòng)，第三主動(dòng)滑塊4另一端通過第三虎克鉸14帶動(dòng)第三連桿19運(yùn)動(dòng)，第三連桿19另一端通過第三球鉸24帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)27運(yùn)動(dòng)。
[0020]所述第四主動(dòng)支鏈由第四主動(dòng)滑塊5和第四連桿20組成，第四主動(dòng)滑塊5通過第四移動(dòng)副10在機(jī)架I上滑動(dòng)，第四主動(dòng)滑塊5另一端通過第四虎克鉸15帶動(dòng)第四連桿20運(yùn)動(dòng)，第四連桿20另一端通過第四球鉸25帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)27運(yùn)動(dòng)。
[0021]所述第五主動(dòng)支鏈由第五主動(dòng)滑塊6和第五連桿21組成，第五主動(dòng)滑塊6通過第五移動(dòng)副11在機(jī)架I上滑動(dòng)，第五主動(dòng)滑塊6另一端通過第五虎克鉸16帶動(dòng)第五連桿21運(yùn)動(dòng)，第五連桿21另一端通過第六虎克鉸26帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)27運(yùn)動(dòng)。
[0022]所述第一主動(dòng)滑塊2、第一主動(dòng)滑塊3、第一主動(dòng)滑塊4、第一主動(dòng)滑塊5、第一主動(dòng)滑塊6的配合運(yùn)動(dòng)可通過第一連桿17、第二連桿18、第三連桿19、第四連桿20、第五連桿21、帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)27實(shí)現(xiàn)空間五自由度的運(yùn)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種五支鏈五自由度并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、第一主動(dòng)支鏈、第二主動(dòng)支鏈、第三主動(dòng)支鏈、第四主動(dòng)支鏈、第五主動(dòng)約束支鏈以及動(dòng)平臺(tái)，其特征在于: 所述第一主動(dòng)支鏈由第一主動(dòng)滑塊和第一連桿組成，第一主動(dòng)滑塊一端通過第一移動(dòng)副與機(jī)架聯(lián)接，第一主動(dòng)滑塊另一端通過第一虎克鉸與第一連桿聯(lián)接，第一連桿另一端通過第一球鉸與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接， 所述第二主動(dòng)支鏈由第二主動(dòng)滑塊和第二連桿組成，第二主動(dòng)滑塊一端通過第二移動(dòng)副與機(jī)架聯(lián)接，第二主動(dòng)滑塊另一端通過第二虎克鉸與第二連桿聯(lián)接，第二連桿另一端通過第二球鉸與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接， 所述第三主動(dòng)支鏈由第三主動(dòng)滑塊和第三連桿組成，第三主動(dòng)滑塊一端通過第三移動(dòng)副與機(jī)架聯(lián)接，第三主動(dòng)滑塊另一端通過第三虎克鉸與第三連桿聯(lián)接，第三連桿另一端通過第三球鉸與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接， 所述第四主動(dòng)支鏈由第四主動(dòng)滑塊和第四連桿組成，第四主動(dòng)滑塊一端通過第四移動(dòng)副與機(jī)架聯(lián)接，第四主動(dòng)滑塊另一端通過第四虎克鉸與第四連桿聯(lián)接，第四連桿另一端通過第四球鉸與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接， 所述第五主動(dòng)約束支鏈由第五主動(dòng)滑塊和第五連桿組成，第五主動(dòng)滑塊一端通過第五移動(dòng)副與機(jī)架聯(lián)接，第五主動(dòng)滑塊另一端通過第五虎克鉸與第五連桿聯(lián)接，第五連桿另一端通過第六虎克鉸與動(dòng)平臺(tái)聯(lián)接。
【文檔編號(hào)】B23Q1/64GK103465252SQ201310396648
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】王紅州, 鄭小民, 鄒曉暉 申請(qǐng)人:江西省機(jī)械科學(xué)研究所