專利名稱：能實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)和三維轉(zhuǎn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種能實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)和三維轉(zhuǎn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián) 機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有輸出精度高、結(jié)構(gòu)剛性好、承載能力強(qiáng)及運(yùn)動(dòng)學(xué)反解簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)，其 中少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更為簡單，工作空間較大，因此成為國際上機(jī)器人研究的熱點(diǎn)。三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有多種運(yùn)動(dòng)形式，如三維平動(dòng)、二維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)、三維轉(zhuǎn)動(dòng)等， 其中能實(shí)現(xiàn)三自由度轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)較少。主要有Gosselin C.和Angeles J.提出的3-RRR球面機(jī)構(gòu)，Karouia在2000年提出的3—UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)，Vischer在2000年提出的Arogos 機(jī)構(gòu)，Di Gregorio在2001年提出的3—RUU等，在申請?zhí)枮?2153745.3、 02132864.1、 200520038772.0、 200310106011.X的專利文件中公開了 "一種三自由度轉(zhuǎn)動(dòng)平臺并聯(lián)機(jī)器人 機(jī)構(gòu)"、"新型串并聯(lián)純轉(zhuǎn)動(dòng)三自由度機(jī)構(gòu)"、"球面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)"、"用于虛軸機(jī)床與機(jī) 器人等的一類(零平移三轉(zhuǎn)動(dòng))并聯(lián)機(jī)構(gòu)"。上述并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)多數(shù)只能將平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的輸入 轉(zhuǎn)換成三維轉(zhuǎn)動(dòng)輸出，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動(dòng)和三維移動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機(jī)構(gòu)并不多見。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能解決上述問題、結(jié)構(gòu)簡單、工作性能優(yōu)良的能實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)和三維轉(zhuǎn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。其技術(shù)方案為包括運(yùn)動(dòng)平臺、固定平臺和連接于運(yùn)動(dòng)平臺與固定平臺之間的多條支鏈，其特征在于 包括四條支鏈，其中的一條支鏈為頂端與運(yùn)動(dòng)平臺固定連接、另一端經(jīng)球鉸與固定平臺連接 的支桿，其余三條支鏈均含有一個(gè)可伸縮桿，可伸縮桿的兩端均通過球鉸分別與運(yùn)動(dòng)平臺和 固定平臺連接。所述的能實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)和三維轉(zhuǎn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可伸縮桿兩端分別與運(yùn)動(dòng)平臺 和固定平臺連接的球鉸構(gòu)成正三角形，支桿與固定平臺連接的球鉸位于正三角形的中心。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是1、 通過改變可伸縮桿的長度，運(yùn)動(dòng)平臺就會(huì)得到確定的姿態(tài)，該特點(diǎn)可適用于機(jī)器人手 腕機(jī)構(gòu)、自動(dòng)定位導(dǎo)航機(jī)構(gòu)等需要控制三維轉(zhuǎn)動(dòng)的場合。2、 對于運(yùn)動(dòng)平臺的任一姿態(tài)，可伸縮桿都有一組確定的伸縮量與之對應(yīng)，通過檢測可伸 縮桿的伸縮量，通過運(yùn)動(dòng)學(xué)正解，就能推知運(yùn)動(dòng)平臺的姿態(tài)，該特點(diǎn)可作為姿態(tài)傳感器。3、 結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、運(yùn)動(dòng)平臺2、固定平臺3、球鉸4、支桿5、可伸縮桿具體實(shí)施方式
在圖l所示的實(shí)施例中包括運(yùn)動(dòng)平臺l、固定平臺2和四條支鏈，其中的一條支鏈為頂 端與運(yùn)動(dòng)平臺1固定連接、另一端經(jīng)球鉸3與固定平臺2連接的支桿4,其余三條支鏈均含 有一個(gè)可伸縮桿5，可伸縮桿5的兩端均通過球鉸3分別與運(yùn)動(dòng)平臺1和固定平臺2連接。如果可伸縮桿5兩端分別與運(yùn)動(dòng)平臺1和固定平臺2連接的球鉸3構(gòu)成正三角形、支桿4 與固定平臺2連接的球鉸3位于正三角形的中心，則該機(jī)構(gòu)性能更為優(yōu)良。
權(quán)利要求
1、一種能實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)和三維轉(zhuǎn)動(dòng)互相轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括運(yùn)動(dòng)平臺(1)、固定平臺(2)和連接于運(yùn)動(dòng)平臺(1)與固定平臺(2)之間的多條支鏈，其特征在于包括四條支鏈，其中的一條支鏈為頂端與運(yùn)動(dòng)平臺(1)固定連接、另一端經(jīng)球鉸(3)與固定平臺(2)連接的支桿(4)，其余三條支鏈均含有一個(gè)可伸縮桿(5)，可伸縮桿(5)的兩端均通過球鉸(3)分別與運(yùn)動(dòng)平臺(1)和固定平臺(2)連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的能實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)和三維轉(zhuǎn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于 可伸縮桿(5)兩端分別與運(yùn)動(dòng)平臺(1)和固定平臺(2)連接的球鉸(3)構(gòu)成正三角形， 支桿(4)與固定平臺(2)連接的球鉸(3)位于正三角形的中心。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)和三維轉(zhuǎn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括運(yùn)動(dòng)平臺、固定平臺和連接于運(yùn)動(dòng)平臺與固定平臺之間的多條支鏈，其特征在于包括四條支鏈，其中的一條支鏈為頂端與運(yùn)動(dòng)平臺固定連接、另一端經(jīng)球鉸與固定平臺連接的支桿，其余三條支鏈均含有一個(gè)可伸縮桿，可伸縮桿的兩端均通過球鉸分別與運(yùn)動(dòng)平臺和固定平臺連接。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)和三維轉(zhuǎn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)換，輸入可伸縮桿的位移，在運(yùn)動(dòng)平臺一端能夠得到對應(yīng)的三維轉(zhuǎn)動(dòng)輸出，輸入運(yùn)動(dòng)平臺的三維轉(zhuǎn)動(dòng)，在三個(gè)可伸縮桿上能夠得到相應(yīng)的位移輸出。
文檔編號B25J19/00GK101224584SQ20071011474
公開日2008年7月23日 申請日期2007年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月22日
發(fā)明者宮金良, 張彥斐, 魏修亭 申請人:山東理工大學(xué)