四自由度并聯(lián)機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及并聯(lián)機械手技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種四自由度并聯(lián)機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]自19世紀八十年代并聯(lián)機械手提出以及付諸應用以來，由于并聯(lián)機構(gòu)本身相對于串聯(lián)機構(gòu)具有剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承載能力大，微動精度聞，運動負荷小等諸多優(yōu)點而受到各個領(lǐng)域的重視并得以進一步的發(fā)展。多自由度并聯(lián)機構(gòu)更是在多個領(lǐng)域，如醫(yī)學、工業(yè)等發(fā)揮著巨大的作用。然而，多自由度并聯(lián)機構(gòu)的進一步發(fā)展仍存在諸多問題亟待解決。眾所周知，更多的自由度賦予了并聯(lián)機構(gòu)更多的功能，然而，也使得并聯(lián)機構(gòu)進一步復雜化，其運動學、動力學的求解問題也進一步復雜化。因此，在實際應用生產(chǎn)過程中，為降低成本，在保證實現(xiàn)功能的前提條件下，多采用四自由度并聯(lián)機構(gòu)。
[0003]目前，現(xiàn)有的可實現(xiàn)三維平動和一維轉(zhuǎn)動的四自由度并聯(lián)機構(gòu)，為了實現(xiàn)末端執(zhí)行器繞動平臺軸線的轉(zhuǎn)動，多輔以放大機構(gòu)擴大轉(zhuǎn)角范圍，采用此種放大機構(gòu)擴大轉(zhuǎn)角范圍，就會提高動平臺重量，機構(gòu)運行的速度降低，而且運動復雜，運動的正反解都很困難，提高了開發(fā)應用的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種四自由度并聯(lián)機構(gòu)，便于機構(gòu)末端執(zhí)行器繞動平臺軸線的轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單，提高機構(gòu)的運行速度。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:一種四自由度并聯(lián)機構(gòu)，包括固定架、動平臺以及對稱布置在所述固定架與動平臺之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于:所述動平臺主要由主平臺和副平臺構(gòu)成，所述副平臺套接在所述主平臺上，所述主平臺和副平臺之間通過錐齒輪副連接，所述錐齒輪副中的大錐齒輪的軸線與所述主平臺的軸線同軸并固定在所述副平臺一側(cè)，所述錐齒輪副中的小錐齒輪安裝在所述主平臺上，所述大錐齒輪和小錐齒輪的軸線相互垂直，所述小錐齒輪的下部安裝有末端執(zhí)行器。通過驅(qū)動副平臺上下擺動，通過錐齒輪副的將運動方向改變，從而使末端執(zhí)行器能夠轉(zhuǎn)動，極大的簡化了結(jié)構(gòu)，并且能夠使末端執(zhí)行器獲得較大的轉(zhuǎn)角，從而取代了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中的放大機構(gòu)。
[0006]優(yōu)選地，所述支鏈包括近架桿和兩個平行的遠架桿，所述近架桿一端與固定在固定架上的驅(qū)動端固接，另一端與上連接軸固接；所述遠架桿一端與所述上連接軸球鉸接，另一端與固接在所述動平臺上的下連接軸球鉸接。
[0007]優(yōu)選地，所述動平臺上的下連接軸為四個，分別為主平臺上三個，副平臺上一個，其中，主平臺上的三個下連接軸處于同一水平面，所述副平臺上的下連接軸與副平臺固接，并隨副平臺繞主平臺轉(zhuǎn)動。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，運動方式明確，由于錐齒輪副的大傳動比獲得較大的轉(zhuǎn)角范圍，取締放大機構(gòu)的使用，極大提高了運動的速度。此外，該機構(gòu)主平臺和副平臺分工明確，利用主平臺及其與相連的三條支鏈控制末端執(zhí)行器的三維平動，利用副平臺及與其相連的支鏈實現(xiàn)副平臺繞主平臺的轉(zhuǎn)動，使得運動的正反解的復雜程度大大下降，具有更高的可行性及可控性。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中動平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1.固定架，2.驅(qū)動軸，3.近架桿，4.下連接軸，5.上連接軸，6、7.遠架桿，
8.動平臺，9.副平臺，10.主平臺，11.錐齒輪副。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖及較佳實施例詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】，如圖1所示，參考圖1，本發(fā)明是一種具有三維平動一維轉(zhuǎn)動的四自由度并聯(lián)機構(gòu)，包括固定架1、動平臺8以及對稱布置在所述固定架I與動平臺8之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈構(gòu)成；每條支鏈由近架桿3、遠架桿6和7以及連接所述近架桿3和遠架桿6和7的上連接軸5構(gòu)成。所述近架桿3的一端與固定架I的驅(qū)動軸2固接，其另一端與上連接軸5固接；所述遠架桿6和7平行設置，其一端分別通過球鉸鏈與所述上連接軸3球鉸接，另一端分別通過球鉸鏈與固接于所述動平臺8上的下連接軸4球鉸接。所述固定架I的驅(qū)動軸2為與其固接的近架桿3提供一個轉(zhuǎn)動自由度。動平臺8由主平臺10和副平臺9構(gòu)成，兩平臺間通過轉(zhuǎn)動副實現(xiàn)連接。
[0012]上述連接結(jié)構(gòu)限制了主平臺10的三個回轉(zhuǎn)自由度以及副平臺9的兩個回轉(zhuǎn)自由度，通過主平臺實現(xiàn)三維平動，而副平臺通過轉(zhuǎn)動副連接在主平臺上，并利用與其固結(jié)的錐齒輪副將主平臺和副平臺的相互轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為末端執(zhí)行器繞豎直方向的轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)換向。
[0013]參考圖2，動平臺8配以換向機構(gòu)可實現(xiàn)末端執(zhí)行器繞自身軸線的轉(zhuǎn)動。該換向機構(gòu)由錐齒輪副11組成，其中大錐齒輪固結(jié)在副平臺上，小錐齒輪通過轉(zhuǎn)動副連接在主平臺上。副平臺9通過轉(zhuǎn)動副連接在主平臺上，從而利用副平臺的轉(zhuǎn)動帶動大錐齒輪轉(zhuǎn)動，進而帶動小錐齒輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)與小錐齒輪相連的末端執(zhí)行器沿豎直方向上的轉(zhuǎn)動。
[0014]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種四自由度并聯(lián)機構(gòu)，包括固定架、動平臺以及對稱布置在所述固定架與動平臺之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于:所述動平臺主要由主平臺和副平臺構(gòu)成，所述副平臺套接在所述主平臺上，所述主平臺和副平臺之間通過錐齒輪副連接，所述錐齒輪副中的大錐齒輪的軸線與所述主平臺的軸心同軸并固定在所述副平臺一側(cè)，所述錐齒輪副中的小錐齒輪安裝在所述主平臺上，所述大錐齒輪和小錐齒輪的軸線相互垂直，所述小錐齒輪的下部安裝有末端執(zhí)行器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四自由度并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于:所述支鏈包括近架桿和兩個平行的遠架桿，所述近架桿一端與固定在固定架上的驅(qū)動端固接，另一端與上連接軸固接；所述遠架桿一端與所述上連接軸球鉸接，另一端與固接在所述動平臺上的下連接軸球鉸接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四自由度并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于:所述動平臺上的下連接軸為四個，分別為主平臺上三個，副平臺上一個，其中，主平臺上的三個下連接軸處于同一水平面，所述副平臺上的下連接軸與副平臺固接，并隨副平臺繞主平臺轉(zhuǎn)動。
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車配件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種四自由度并聯(lián)機構(gòu)，包括固定架、動平臺以及對稱布置在所述固定架與動平臺之間的四條結(jié)構(gòu)相同的支鏈,所述動平臺主要由主平臺和副平臺構(gòu)成，所述副平臺套接在所述主平臺上，所述主平臺和副平臺之間通過錐齒輪副連接，所述錐齒輪副中的大錐齒輪的軸線與所述主平臺的軸心同軸并固定在所述副平臺一側(cè)，所述錐齒輪副中的小錐齒輪安裝在所述主平臺上，所述大錐齒輪和小錐齒輪的軸線相互垂直，所述小錐齒輪的下部安裝有末端執(zhí)行器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，運動方式明確，由于錐齒輪副的大傳動比獲得較大的轉(zhuǎn)角范圍，取締放大機構(gòu)的使用，極大提高了運動的速度。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105522559
【申請?zhí)枴緾N201410570743
【發(fā)明人】劉松濤
【申請人】辰星（天津）自動化設備有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年10月23日