專(zhuān)利名稱(chēng)：兩轉(zhuǎn)一移三自由度無(wú)過(guò)約束非對(duì)稱(chēng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)器人與串聯(lián)機(jī)器人相比，具有剛度大、運(yùn)動(dòng)速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。而具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)移動(dòng)自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)可以應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)模擬器，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，加工中心的主軸頭等，其中最典型的應(yīng)用是作并聯(lián)機(jī)床的主軸頭，在該主軸頭上增加一個(gè)兩自由度的轉(zhuǎn)頭，便能實(shí)現(xiàn)航空航天，汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域復(fù)雜零件的加工?，F(xiàn)有的文獻(xiàn)中，如K.Neumann 2008年發(fā)表的論文(K.Neumann, 2008.Adaptivein-jig high load Exechon machining & assembly technology, SAE International,08AMT-0044.)和專(zhuān)利 CN 101049699A,CN 201625978U,CN 201389855Y 中提到的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，動(dòng)平臺(tái)存在無(wú)伴隨運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸而具有易于標(biāo)定和控制的優(yōu)點(diǎn)，但是這些機(jī)構(gòu)存在共線(xiàn)這種嚴(yán)格的幾何條件，配合精度要求非常高，反之，如若達(dá)不到該幾何條件，則機(jī)構(gòu)的性能達(dá)不到要求，這樣的苛刻幾何條件為機(jī)構(gòu)的加工制造帶來(lái)了很大的難度，難以保證加工精度。而另一類(lèi)3-RPS/SPR兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)，雖不存在苛刻的幾何條件，但轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)中存在伴隨移動(dòng)，導(dǎo)致標(biāo)定和控制很困難。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制造方便、2控制的兩轉(zhuǎn)一移三自由度無(wú)過(guò)約束非對(duì)稱(chēng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型包括機(jī)架、動(dòng)平臺(tái)以及連接它們的三個(gè)分支，其有三種連接方式:第一種連接方式:第一分支中的球副與機(jī)架連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接，球副與轉(zhuǎn)動(dòng)副之間通過(guò)移動(dòng)副連接，其中移動(dòng)副軸線(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)垂直；第二分支中的萬(wàn)向鉸與機(jī)架連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接，萬(wàn)向鉸與轉(zhuǎn)動(dòng)副之間通過(guò)移動(dòng)副連接，其中轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)既平行于萬(wàn)向鉸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)，又垂直于移動(dòng)副軸線(xiàn)；第三分支中的萬(wàn)向鉸與機(jī)架連接、球副與動(dòng)平臺(tái)連接，萬(wàn)向鉸與球副之 間通過(guò)移動(dòng)副連接，其中移動(dòng)副軸線(xiàn)垂直于萬(wàn)向鉸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)；上述第一分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)與第二分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)不平行。第二種連接方式:第三分支中的球副與機(jī)架連接，萬(wàn)向鉸與動(dòng)平臺(tái)連接，球副與萬(wàn)向鉸之間通過(guò)移動(dòng)副連接，其中移動(dòng)副軸線(xiàn)垂直于萬(wàn)向鉸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)。第一和第二分支的部件和連接方式同第一種連接方式。第三種連接方式:第一分支中的移動(dòng)副與機(jī)架連接，球副與動(dòng)平臺(tái)連接，移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，其中移動(dòng)副軸線(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)垂直；第二分支中的移動(dòng)副與機(jī)架連接，萬(wàn)向鉸與動(dòng)平臺(tái)連接，移動(dòng)副與萬(wàn)向鉸之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，其中轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)既平行于萬(wàn)向鉸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)，又垂直于移動(dòng)副軸線(xiàn)；第三分支中的移動(dòng)副與機(jī)架連接，球副與動(dòng)平臺(tái)連接，移動(dòng)副與球副之間通過(guò)萬(wàn)向鉸連接，其中移動(dòng)副軸線(xiàn)垂直于萬(wàn)向鉸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)；上述第一分支中的移動(dòng)副軸線(xiàn)，第二分支中的移動(dòng)副軸線(xiàn)和第三分支中的移動(dòng)副軸線(xiàn)相互平行。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):機(jī)構(gòu)中無(wú)苛刻的幾何條件，動(dòng)平臺(tái)存在無(wú)伴隨移動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動(dòng)器能接近機(jī)架，分支結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)過(guò)約束，加工制造比較方便，標(biāo)定和控制容易實(shí)現(xiàn)，具有良好的應(yīng)用前景。


:[0011]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的立體示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的立體示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3的立體示意圖。
具體實(shí)施方式
:實(shí)施例1:在圖1所示的兩轉(zhuǎn)一移三自由度無(wú)過(guò)約束非對(duì)稱(chēng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)示意圖中，第一分支中的球副Sll與機(jī)架I連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副R13與動(dòng)平臺(tái)2連接，球副與轉(zhuǎn)動(dòng)副之間通過(guò)移動(dòng)副P(pán)12連接，其中移動(dòng)副P(pán)12軸線(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)副R13軸線(xiàn)垂直；第二分支中的萬(wàn)向鉸R21、R22與機(jī)架連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副R24與動(dòng)平臺(tái)連接，萬(wàn)向鉸與轉(zhuǎn)動(dòng)副之間通過(guò)移動(dòng)副P(pán)23連接，其中轉(zhuǎn)動(dòng)副R24軸線(xiàn)既平行于萬(wàn)向鉸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副R22軸線(xiàn)，又垂直于移動(dòng)副P(pán)23軸線(xiàn)；第三分支中的萬(wàn)向鉸R31、R32與機(jī)架連接，球副S34與動(dòng)平臺(tái)連接，萬(wàn)向鉸與球副之間通過(guò)移動(dòng)副P(pán)33連接，其中移動(dòng)副P(pán)33軸線(xiàn)垂直于萬(wàn)向鉸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副R32軸線(xiàn)；上述第一分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副R13軸線(xiàn)與第二分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副R24軸線(xiàn)不平行。實(shí)施例2:在圖2所示的兩轉(zhuǎn)一移三自由度無(wú)過(guò)約束非對(duì)稱(chēng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)示意圖中，第三分支中的球副S31與機(jī)架I連接，萬(wàn)向鉸R33、R34與動(dòng)平臺(tái)2連接，球副與萬(wàn)向鉸之間通過(guò)移動(dòng)副P(pán)32連接，其中移動(dòng)副P(pán)32軸線(xiàn)垂直于萬(wàn)向鉸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副R33軸線(xiàn)。第一分支和第二分支的部件與連接關(guān)系與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3:`[0020]在圖3所示的兩轉(zhuǎn)一移三自由度無(wú)過(guò)約束非對(duì)稱(chēng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)示意圖中，第一分支中的移動(dòng)副P(pán)ll與機(jī)架I連接，球副S13與動(dòng)平臺(tái)2連接，移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R12連接，其中移動(dòng)副P(pán)ll的軸線(xiàn)垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)副R12的軸線(xiàn)；第二分支中的移動(dòng)副P(pán)21與機(jī)架連接，萬(wàn)向鉸R23、R24與動(dòng)平臺(tái)連接，移動(dòng)副P(pán)21與萬(wàn)向鉸之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副R22連接，其中轉(zhuǎn)動(dòng)副R22軸線(xiàn)既平行于萬(wàn)向鉸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副R23軸線(xiàn)，又垂直于移動(dòng)副P(pán)21軸線(xiàn)；第三分支中的移動(dòng)副P(pán)31與機(jī)架連接，球副S34與動(dòng)平臺(tái)連接，移動(dòng)副與球副之間通過(guò)萬(wàn)向鉸R32、R33連接，其中移動(dòng)副P(pán)31軸線(xiàn)垂直于萬(wàn)向鉸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副R32軸線(xiàn)；上述第一分支中的移動(dòng)副P(pán)12軸線(xiàn)，第二分支中的移動(dòng)副P(pán)21軸線(xiàn)和第三分支中的移動(dòng)副P(pán)31軸線(xiàn)相互平行。 以上各實(shí)施例中，所述的移動(dòng)副軸線(xiàn)是指與移動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)方向平行的直線(xiàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)是指轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)的中心線(xiàn)，萬(wàn)向鉸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副指的是靠機(jī)架一側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)副，萬(wàn)向鉸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副指的是靠動(dòng)平臺(tái)一側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。
權(quán)利要求1.一種兩轉(zhuǎn)一移三自由度無(wú)過(guò)約束非對(duì)稱(chēng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架(I)、動(dòng)平臺(tái)(2)以及連接它們的三個(gè)活動(dòng)分支，其特征在于:其第一分支中的球副(Sll)與機(jī)架連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副(Rl 3 )與動(dòng)平臺(tái)連接，球副與轉(zhuǎn)動(dòng)副之間通過(guò)移動(dòng)副(P12 )連接，其中移動(dòng)副(P12 )軸線(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)副(R13)軸線(xiàn)垂直；第二分支中的萬(wàn)向鉸(R21、R22)與機(jī)架連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副(R24)與動(dòng)平臺(tái)連接，萬(wàn)向鉸與轉(zhuǎn)動(dòng)副之間通過(guò)移動(dòng)副(P23)連接，其中轉(zhuǎn)動(dòng)副(R24)軸線(xiàn)既平行于萬(wàn)向鉸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副(R22)軸線(xiàn)，又垂直于移動(dòng)副(P23)軸線(xiàn)；第三分支中的萬(wàn)向鉸(R31、R32)與機(jī)架連接、球副(S34)與動(dòng)平臺(tái)連接，萬(wàn)向鉸與球副之間通過(guò)移動(dòng)副(P33)連接，其中移動(dòng)副(P33)軸線(xiàn)垂直于萬(wàn)向鉸(R31、R32)的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副(R32)軸線(xiàn)；上述第一分支中轉(zhuǎn)動(dòng)畐O (R13)軸線(xiàn)與第二分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副(R24)軸線(xiàn)不平行。
2.—種兩轉(zhuǎn)一移三自由度無(wú)過(guò)約束非對(duì)稱(chēng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架(I)、動(dòng)平臺(tái)(2)以及連接它們的三個(gè)活動(dòng)分支，其特征在于:其第一分支中的球副(Sll)與機(jī)架連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副(Rl 3 )與動(dòng)平臺(tái)連接，球副與轉(zhuǎn)動(dòng)副之間通過(guò)移動(dòng)副(P12 )連接，其中移動(dòng)副(P12 )軸線(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)副(R13)軸線(xiàn)垂直；第二分支中的萬(wàn)向鉸(R21、R22)與機(jī)架連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副(R24)與動(dòng)平臺(tái)連接，萬(wàn)向鉸與轉(zhuǎn)動(dòng)副之間通過(guò)移動(dòng)副(P23)連接，其中轉(zhuǎn)動(dòng)副(R24)軸線(xiàn)既平行于萬(wàn)向鉸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副(R22)軸線(xiàn)，又垂直于移動(dòng)副(P23)軸線(xiàn)；第三分支中的球副(S31)與機(jī)架連接、萬(wàn)向鉸(R33、R34)與動(dòng)平臺(tái)連接，萬(wàn)向鉸與球副之間通過(guò)移動(dòng)副(P32)連接，其中移動(dòng)副(P32)軸線(xiàn)垂直于萬(wàn)向鉸的第一轉(zhuǎn) 動(dòng)副(R33)軸線(xiàn)，上述第一分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副(R13)軸線(xiàn)與第二分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副(R24)軸線(xiàn)不平行。
3.—種兩轉(zhuǎn)一移三自由度無(wú)過(guò)約束非對(duì)稱(chēng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架(I)、動(dòng)平臺(tái)(2)以及連接它們的三個(gè)活動(dòng)分支，其特征在于:第一分支中的移動(dòng)副(PU)與機(jī)架連接，球副(S13)與動(dòng)平臺(tái)連接，移動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副(Rl 2 )連接，其中移動(dòng)副(P11)軸線(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)畐|J(R12)軸線(xiàn)垂直；第二分支中的移動(dòng)副(P21)與機(jī)架連接，萬(wàn)向鉸(R23、R24)與動(dòng)平臺(tái)連接，移動(dòng)副與萬(wàn)向鉸之間通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副(R22)連接，其中轉(zhuǎn)動(dòng)副(R22)軸線(xiàn)既平行于萬(wàn)向鉸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副(R23)軸線(xiàn)，又垂直于移動(dòng)副(P21)軸線(xiàn)；第三分支中的移動(dòng)副(P31)與機(jī)架連接，球副(S34)與動(dòng)平臺(tái)連接，移動(dòng)副與球副之間通過(guò)萬(wàn)向鉸(R32、R33)連接，其中移動(dòng)副(P31)軸線(xiàn)垂直于萬(wàn)向鉸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副(R32)軸線(xiàn)；上述第一分支中的移動(dòng)副(Pll)軸線(xiàn)，第二分支中的移動(dòng)副(P21)軸線(xiàn)和第三分支中的移動(dòng)副(P31)軸線(xiàn)相互平行。
專(zhuān)利摘要一種兩轉(zhuǎn)一移三自由度無(wú)過(guò)約束非對(duì)稱(chēng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其包括動(dòng)平臺(tái)、機(jī)架以及連接它們的三個(gè)分支，其中第一分支中的球副與機(jī)架連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接，球副與轉(zhuǎn)動(dòng)副之間通過(guò)移動(dòng)副連接，其中移動(dòng)副軸線(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)垂直；第二分支中的萬(wàn)向鉸與機(jī)架連接，轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)連接，萬(wàn)向鉸與轉(zhuǎn)動(dòng)副之間通過(guò)移動(dòng)副連接，其中轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)既平行于萬(wàn)向鉸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)，又垂直于移動(dòng)副軸線(xiàn)；第三分支中的萬(wàn)向鉸與機(jī)架連接、球副與動(dòng)平臺(tái)連接，萬(wàn)向鉸與球副之間通過(guò)移動(dòng)副連接，其中移動(dòng)副軸線(xiàn)垂直于萬(wàn)向鉸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)；上述第一分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)與第二分支中轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線(xiàn)不平行。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)過(guò)約束，加工裝配簡(jiǎn)單，控制容易實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)B25J9/08GK203092560SQ20132011135
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者丁華鋒, 曹文熬, 趙世培, 王敬磊, 蔡長(zhǎng)旺 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)