一種含回轉驅動支鏈的三自由度混聯(lián)轉動平臺機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機器人領域，特別涉及一種混聯(lián)轉動平臺機構。
【背景技術】
[0002]三自由度轉動平臺在很多場合有廣闊的應用前景，如飛行模擬器、船舶運動模擬器、坦克模擬器、地震模擬器等，用以模擬各種空間運動姿態(tài)，甚至在空間宇宙飛船的對接中也有所應用。然而，現(xiàn)有的三自由度轉動平臺主要有三種結構形式:串聯(lián)式、并聯(lián)式和串并聯(lián)式機構，其中串并聯(lián)式也叫混聯(lián)式，它集中了傳統(tǒng)串聯(lián)機構工作空間大、運動靈活的優(yōu)點，同時也具備并聯(lián)機構承載能力大的優(yōu)點，因而具有良好的應用前景。
[0003]現(xiàn)有的三自由度混聯(lián)轉動平臺，一般包含并聯(lián)機構和回轉機構兩部分，并聯(lián)機構為承載部分，用于實現(xiàn)橫搖、縱搖兩個自由度，串聯(lián)的回轉機構主要用于實現(xiàn)大范圍的回轉運動，而且回轉機構及其驅動裝置均布置于并聯(lián)機構的上方或下方，在這兩種情況下，回轉機構的驅動裝置安裝于回轉關節(jié)處，使得并聯(lián)機構和回轉機構均會成為對方的負載。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種承載能力高且回轉范圍大的高性能的含回轉驅動支鏈的三自由度混聯(lián)轉動平臺機構。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
[0006]本發(fā)明包括并聯(lián)機構和回轉機構兩部分，其中并聯(lián)機構的動平臺與回轉機構的上運動平臺、并聯(lián)機構的定平臺與回轉機構的下運動平臺分別通過回轉軸承連接。
[0007]所述并聯(lián)機構包括定平臺、動平臺、連接定平臺和動平臺的三條結構相同的直線驅動支鏈和一條約束支鏈。其中，直線驅動支鏈的一端分別通過U副與定平臺連接，其另一端分別通過S副與動平臺連接，且三個U副中心均勻布置在定平臺邊緣，三個S副中心均勻布置在動平臺邊緣;約束支鏈的固定支承桿的一端與定平臺中心連接，該固定支承桿的另一端通過U副與動平臺中心連接。
[0008]所述回轉機構包括一條RRS回轉驅動支鏈、上運動平臺和下運動平臺，上運動平臺通過回轉軸承與上述并聯(lián)機構中的動平臺聯(lián)接，該回轉軸承中心與上述并聯(lián)機構的約束支鏈的U副中心同軸，下運動平臺通過外齒式回轉軸承與并聯(lián)機構中的定平臺聯(lián)接，上述兩個回轉軸承中心在同一軸線上；小齒輪與電動機的輸出軸連接，該小齒輪與外齒式回轉軸承的大齒輪嚙合;所述上運動平臺的外周面設有與其連為一體的連接片，所述下運動平臺的外周面設有與其連為一體的凸臺，所述RRS回轉驅動支鏈的下連桿通過R副與下運動平臺的凸臺連接，該下連桿的另一端通過另一個R副與上連桿的一端連接，該上連桿的另一端通過S副與上運動平臺的連接片連接，且兩個R副軸線平行。通過驅動下運動平臺回轉，下運動平臺帶動RRS回轉驅動支鏈將回轉運動傳遞至上運動平臺，使其繞動平臺作回轉運動。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:
[0010]1、并聯(lián)機構部分含有三條對稱布置的驅動支鏈，用于實現(xiàn)橫搖和縱搖運動，大大改善了偏載情況；
[0011]2、回轉機構的驅動裝置安裝在機架上，并通過一條回轉驅動支鏈帶上運動平臺繞并聯(lián)機構動平臺回轉，而不用承受上方并聯(lián)機構的重量，極大地增大了該轉臺的承載能力；
[0012]3、回轉機構RRS支鏈的S副軸線中心無需通過約束支鏈的U副的某轉軸軸線，使得機構便于加工，成本降低。
【附圖說明】
[0013]附圖1是本發(fā)明的主視示意簡圖。
[0014]附圖2是本發(fā)明的立體示意圖。
[0015]圖中:1、定平臺2、下運動平臺3、轉動副A(I^U)4、下連桿5、電動機A 6、轉動副B(I^U) 7、上連桿8、球鉸A(S副)9、回轉軸承10、動平臺11、上運動平臺12、球鉸B(S副)
13、虎克鉸A(U副)14、固定支承桿15、直線驅動支鏈16、虎克鉸B(U副)17、電動機B 18、小齒輪19、外齒式回轉軸承
【具體實施方式】
[0016]在圖1、2所示的三自由度混聯(lián)轉動平臺示意圖中，并聯(lián)機構的動平臺10與回轉機構的上運動平臺11、并聯(lián)機構的定平臺I與回轉機構的下運動平臺2均通過回轉軸承連接。
[0017]所述并聯(lián)機構中的三條結構相同的直線驅動支鏈15的一端分別通過虎克鉸B16與定平臺連接，其另一端分別通過球鉸B12與動平臺連接，且三個虎克鉸中心均勻布置在定平臺邊緣，三個球鉸中心均勻布置在動平臺邊緣;約束支鏈的固定支承桿14的一端與定平臺中心連接，該固定支承桿的另一端通過虎克鉸A13與動平臺中心連接。
[0018]所述回轉機構中的上運動平臺通過回轉軸承9與上述并聯(lián)機構中的動平臺聯(lián)接，該回轉軸承中心與上述并聯(lián)機構中約束支鏈的虎克鉸中心同軸，下運動平臺通過外齒式回轉軸承19與并聯(lián)機構中的定平臺聯(lián)接，上述回轉軸承和外齒式回轉軸承的中心在同一軸線上;小齒輪18與電動機B 17的輸出軸連接，該小齒輪與外齒式回轉軸承的大齒輪嚙合;所述上運動平臺的外周面設有與其連為一體的連接片，所述下運動平臺的外周面設有與其連為一體的凸臺，所述RRS回轉驅動支鏈的下連桿2通過轉動副A 3與下運動平臺的凸臺連接，該下連桿的另一端通過另一個轉動副B 6與上連桿7的一端連接，該上連桿的另一端通過球鉸A 8與上運動平臺的連接片連接，且兩個轉動副軸線平行。通過驅動下運動平臺回轉，下運動平臺帶動RRS回轉驅動支鏈將回轉運動傳遞至上運動平臺，使其繞動平臺作回轉運動。
【主權項】
1.一種含回轉驅動支鏈的三自由度混聯(lián)轉動平臺機構，其特征在于:它包括并聯(lián)機構和回轉機構兩部分，其中并聯(lián)機構的動平臺與回轉機構的上運動平臺、并聯(lián)機構的定平臺與回轉機構的下運動平臺分別通過回轉軸承連接。2.根據(jù)權利要求1所述的含回轉驅動支鏈的三自由度混聯(lián)轉動平臺機構，其特征在于:所述并聯(lián)機構包括定平臺、動平臺、連接定平臺和動平臺的三條結構相同的直線驅動支鏈和一條約束支鏈。其中，直線驅動支鏈的一端分別通過U副與定平臺連接，其另一端分別通過S副與動平臺連接，且三個U副中心均勻布置在定平臺邊緣，三個S副中心均勻布置在動平臺邊緣;約束支鏈的固定支承桿的一端與定平臺中心連接，該固定支承桿的另一端通過U副與動平臺中心連接。3.根據(jù)權利要求1所述的含回轉驅動支鏈的三自由度混聯(lián)轉動平臺機構，其特征在于:所述回轉機構包括一條RRS回轉驅動支鏈、上運動平臺和下運動平臺，上運動平臺通過回轉軸承與上述并聯(lián)機構中的動平臺聯(lián)接，該回轉軸承中心與上述并聯(lián)機構中約束支鏈的U副中心同軸，下運動平臺通過外齒式回轉軸承與并聯(lián)機構中的定平臺聯(lián)接，上述兩個回轉軸承中心在同一軸線上，所述RRS回轉驅動支鏈的下連桿通過R副與下運動平臺的凸臺連接，該下連桿的另一端通過另一個R副與上連桿的一端連接，該上連桿的另一端通過S副與上運動平臺的連接片連接，且兩個R副軸線平行。
【專利摘要】一種含回轉驅動支鏈的三自由度混聯(lián)轉動平臺機構，它包括并聯(lián)機構和回轉機構兩部分。所述并聯(lián)機構包括定平臺、動平臺、連接定平臺和動平臺的三條結構相同的直線驅動支鏈和一條約束支鏈；其中，直線驅動支鏈的兩端分別與定平臺和動平臺連接，約束支鏈的固定支承桿的一端與定平臺中心連接，其另一端與動平臺中心連接；所述回轉機構包括一條RRS回轉驅動支鏈、上運動平臺和下運動平臺，上運動平臺與動平臺之間、下運動平臺與定平臺之間均設有回轉軸承，且上述兩個回轉軸承中心在同一軸線上；所述RRS回轉驅動支鏈的兩端分別與上運動平臺和下運動平臺連接。本發(fā)明承載能力高、回轉范圍大、改善了偏載情況、加工制造容易，具有良好的應用前景。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105666467
【申請?zhí)枴緾N201610142639
【發(fā)明人】許允斗, 閆文楠, 陳亮亮, 劉文蘭, 韓博, 滕志程, 趙永生
【申請人】燕山大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月14日