一種具有多個轉(zhuǎn)動中心的兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及機器人領域，特別涉及一種并聯(lián)機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)中，機構(gòu)的動平臺沒有水平方向的移動自由度，但動平臺的中心點卻可以發(fā)生水平方向的移動。學者們將機構(gòu)中的這種在非自由度方向上的移動稱為“伴隨運動”。伴隨運動的存在會對機構(gòu)的軌跡標定和軌跡規(guī)劃帶來不便，并且增加控制的復雜度。因此，通過合理的設計來減少或消除機構(gòu)的伴隨運動是在進行機構(gòu)設計時需要解決的一個問題。
[0003]很多學者曾針對兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)中的伴隨運動問題進行過專門的研究，并設計出一些沒有伴隨運動的并聯(lián)機構(gòu)(CN101518898A，CN101497167A)。但這些機構(gòu)的各個分支不完全相同，機構(gòu)的加工及維護成本較高;且機構(gòu)的動平臺只能實現(xiàn)繞某個點的轉(zhuǎn)動，給機構(gòu)的運動控制帶來很大不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種制造和維護成本較低、可以實現(xiàn)繞空間多個點自由轉(zhuǎn)動的兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)。
[0005]本發(fā)明主要內(nèi)容包括定平臺、動平臺和三個結(jié)構(gòu)完全相同的連接這兩個平臺的活動分支，每個活動分支中的第一連桿的一端通過移動副Pl與定平臺連接，該第一連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副Rl與第二連桿的一端連接，該第二連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副R2與第三連桿的一端連接，該第三連桿的另一端通過移動副P2與第四連桿的一端連接，該第四連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副R3與動平臺連接;上述移動副Pl、轉(zhuǎn)動副R3分別與定平臺、動平臺傾斜布置，且傾斜角度相等;轉(zhuǎn)動副Rl的軸線與移動副Pl的軸線相互平行;轉(zhuǎn)動副R2的軸線與轉(zhuǎn)動副Rl的軸線相互垂直;移動副P2的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互垂直;轉(zhuǎn)動副R3的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互垂直;轉(zhuǎn)動副Rl的軸線和轉(zhuǎn)動副R3的軸線相交于空間一點。分支中兩個軸線相互垂直的轉(zhuǎn)動副Rl和轉(zhuǎn)動副R2可以替換為一個萬向鉸鏈;分支中軸線相互平行的轉(zhuǎn)動副Rl和移動副Pl可以替換為一個圓柱副。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0007]1、本發(fā)明具有兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度，可以實現(xiàn)繞空間一定范圍內(nèi)任意點的連續(xù)轉(zhuǎn)動，能有效地避免伴隨運動的發(fā)生。
[0008]2、三個分支完全相同，容易制造和裝配，且維護成本較低。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明實施例1的立體示意圖
[0010]圖2是本發(fā)明實施例2的立體示意圖
[0011]圖3是本發(fā)明實施例3的立體示意圖
【具體實施方式】
[0012]實施例1
[0013]在圖1所示的一種具有多個轉(zhuǎn)動中心的兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)立體示意圖中，三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，每個活動分支中的第一連桿3的一端通過移動副Pl與定平臺I連接，該第一連桿3的另一端通過轉(zhuǎn)動副Rl與第二連桿4的一端連接，該第二連桿4的另一端通過轉(zhuǎn)動副R2與第三連桿5的一端連接，該第三連桿5的另一端通過移動副P2與第四連桿6的一端連接，該第四連桿6的另一端通過轉(zhuǎn)動副R3與動平臺2連接;其中，轉(zhuǎn)動副Rl的軸線與移動副Pl的軸線相互平行;轉(zhuǎn)動副R2的軸線與轉(zhuǎn)動副Rl的軸線相互垂直;移動副P2的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互垂直;轉(zhuǎn)動副R3的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互垂直;移動副P1、轉(zhuǎn)動副R3分別與定平臺1、動平臺2傾斜布置，且傾斜角度相等;轉(zhuǎn)動副Rl的軸線和轉(zhuǎn)動副R3的軸線相交于空間一點。
[0014]實施例2
[0015]如圖2所示，三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，每個活動分支中的第一連桿3的一端通過移動副Pl與定平臺I連接，該第一連桿3的另一端通過萬向鉸鏈Ul與第三連桿5的一端連接，該第三連桿5通過移動副P2與第四連桿6的一端連接，該第四連桿6的另一端通過轉(zhuǎn)動副R3與動平臺2連接;移動副Pl、轉(zhuǎn)動副R3分別與定平臺1、動平臺2傾斜布置，且傾斜角度相等;萬向鉸鏈Ul中包含兩個相互垂直相交的轉(zhuǎn)動副，萬向鉸鏈Ul中與第一連桿3連接的轉(zhuǎn)動副的軸線與移動副Pl的軸線平行;萬向鉸鏈Ul中與第三連桿5連接的轉(zhuǎn)動副的軸線與移動副P2的軸線垂直;萬向鉸鏈Ul中與第三連桿5連接的轉(zhuǎn)動副的軸線與轉(zhuǎn)動副R3的軸線垂直;萬向鉸鏈Ul中與第一連桿3連接的轉(zhuǎn)動副的軸線與轉(zhuǎn)動副R3的軸線相交于空間一點。
[0016]實施例3
[0017]如圖3所示，三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，每個活動分支中的第二連桿4的一端通過圓柱副Cl與定平臺I連接，該第二連桿4的另一端通過轉(zhuǎn)動副R2與第三連桿5的一端連接，該第三連桿5通過移動副P2與第四連桿6的一端連接，該第四連桿6的另一端通過轉(zhuǎn)動副R3與動平臺2連接;上述轉(zhuǎn)動副R2的軸線與圓柱副Cl的軸線垂直;移動副P2的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線垂直;轉(zhuǎn)動副R3的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線垂直;圓柱副Cl、轉(zhuǎn)動副R3分別與定平臺1、動平臺2傾斜布置，且傾斜角度相等；圓柱副Cl的軸線與轉(zhuǎn)動副R3的軸線相交于空間一點。
【主權(quán)項】
1.一種具有多個轉(zhuǎn)動中心的兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，它包括定平臺、動平臺和三個結(jié)構(gòu)完全相同的連接這兩個平臺的活動分支，其特征在于:所述每個活動分支中的第一連桿的一端通過移動副Pl與定平臺連接，該第一連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副Rl與第二連桿的一端連接，該第二連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副R2與第三連桿的一端連接，該第三連桿的另一端通過移動副P2與第四連桿的一端連接，該第四連桿的另一端通過轉(zhuǎn)動副R3與動平臺連接;上述移動副P1、轉(zhuǎn)動副R3分別與定平臺、動平臺傾斜布置，且傾斜角度相等;轉(zhuǎn)動副Rl的軸線與移動副Pl的軸線相互平行;轉(zhuǎn)動副R2的軸線與轉(zhuǎn)動副Rl的軸線相互垂直;移動副P2的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互垂直;轉(zhuǎn)動副R3的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互垂直;轉(zhuǎn)動副Rl的軸線和轉(zhuǎn)動副R3的軸線相交于空間一點。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多個轉(zhuǎn)動中心的兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于:所述分支中兩個軸線相互垂直的轉(zhuǎn)動副Rl和轉(zhuǎn)動副R2替換為一個萬向鉸鏈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多個轉(zhuǎn)動中心的兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于:所述分支中軸線相互平行的轉(zhuǎn)動副Rl和移動副Pl替換為一個圓柱副。
【專利摘要】一種具有多個轉(zhuǎn)動中心的兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，它包括定平臺、動平臺和三個結(jié)構(gòu)完全相同的連接這兩個平臺的活動分支，每個活動分支均由移動副P1、轉(zhuǎn)動副R1、轉(zhuǎn)動副R2、移動副P2和轉(zhuǎn)動副R3依次連接構(gòu)成，轉(zhuǎn)動副R1的軸線與移動副P1的軸線相互平行；轉(zhuǎn)動副R2的軸線與轉(zhuǎn)動副R1的軸線相互垂直；移動副P2的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互垂直；轉(zhuǎn)動副R3的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互垂直；上述移動副P1、轉(zhuǎn)動副R3分別與定平臺、動平臺傾斜布置，且傾斜角度相等，轉(zhuǎn)動副R1和轉(zhuǎn)動副R3的軸線相交于空間一點。本發(fā)明具有兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度，可以實現(xiàn)繞空間一定范圍內(nèi)任意點的連續(xù)轉(zhuǎn)動，具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105710868
【申請?zhí)枴緾N201610257243
【發(fā)明人】陳子明, 成棟良, 劉曉檬, 魏雪丹, 張揚
【申請人】燕山大學