專利名稱：一種新型串并聯(lián)純轉(zhuǎn)動三自由度機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三自由度純轉(zhuǎn)動機構(gòu)，具體是一種新型串并聯(lián)純轉(zhuǎn)動三自由度機構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有實現(xiàn)三自由度純轉(zhuǎn)動機構(gòu)很多，主要分為兩種，一種是串聯(lián)結(jié)構(gòu)形式，即分別繞三個坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)；另一種是并聯(lián)結(jié)構(gòu)形式，即多數(shù)為基于STEWART平臺結(jié)構(gòu)的并聯(lián)運動平臺等結(jié)構(gòu)形式。上述兩種形式有各自的優(yōu)缺點和應(yīng)用場合。當(dāng)需要一種機構(gòu)，實現(xiàn)繞三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動聯(lián)動，其中滾轉(zhuǎn)自由度可實現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)，另外兩個旋轉(zhuǎn)自由度轉(zhuǎn)動范圍要求不大，且要求機構(gòu)的剛度高、截面積小的情況下，分別采用上述兩種形式很難滿足設(shè)計技術(shù)指標(biāo)要求。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述應(yīng)用場合的技術(shù)難點，本實用新型的目的是提供一種能將并聯(lián)和串聯(lián)機構(gòu)有機的結(jié)合起來的新型串并聯(lián)純轉(zhuǎn)動三自由度機構(gòu)，它可實現(xiàn)繞三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動聯(lián)動，其中滾轉(zhuǎn)自由度可實現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)，另外兩個旋轉(zhuǎn)自由度轉(zhuǎn)動范圍要求不大，且要求機構(gòu)的剛度高、截面積小的應(yīng)用場合。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，由旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、具有移動自由度的連桿、中心約束桿、下平臺、上平臺組成，其中旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)軸與上平臺固接；中心約束桿一端與下平臺的中心固聯(lián)，另一端與上平臺以球副相連；另兩根具有移動自由度的連桿兩端分別與下、上平臺以球副相連，分布在以中心約束桿與平臺交點為中心的圓周上；所述具有移動自由度的連桿和下、上平臺交點和兩圓心的連線成直角；所述具有移動自由度的連桿和下、上平臺交點和兩圓心的連線之間夾角不為0度或180度；所述具有移動自由度的連桿為伸縮桿結(jié)構(gòu)或?qū)к壔瑝K滑動連接結(jié)構(gòu)。
本實用新型具有如下優(yōu)點1.本實用新型將并聯(lián)機構(gòu)和串聯(lián)機構(gòu)有機的結(jié)合起來，實現(xiàn)繞空間坐標(biāo)系三坐標(biāo)軸的純轉(zhuǎn)動，即滾轉(zhuǎn)、俯仰和偏航，充分發(fā)揮了并聯(lián)機構(gòu)和串聯(lián)機構(gòu)的優(yōu)點解決特定應(yīng)用場合的實際技術(shù)難題。
2.本實用新型可實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)、偏航和俯仰的單獨運動，也可實現(xiàn)俯仰和偏航的耦合，滾轉(zhuǎn)可連續(xù)回轉(zhuǎn)。
3.本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、截面積小、剛度高。


圖1為本實用新型機構(gòu)簡圖。
圖2為本實用新型一個實施例機構(gòu)簡圖。
圖3為本實用新型另一個實施例機構(gòu)簡圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明實放例1如圖1所示，本實用新型由旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1、具有移動自由度的連桿2、中心約束桿4、下平臺5、上平臺6組成，其中旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1的回轉(zhuǎn)軸與上平臺6固接；中心約束桿4一端與下平臺5的中心固聯(lián)，另一端通過球副3與上平臺6相連；另兩根具有移動自由度的連桿2兩端分別通過球副3與下、上平臺5、6相連，分布在以中心約束桿4與平臺交點為中心的圓周上，其交點與圓心的連線成直角。
本實用新型并聯(lián)機構(gòu)是這樣實現(xiàn)俯仰和偏航角度的如圖2所示(略旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1)，為本實用新型SPS型兩自由度并聯(lián)機構(gòu)簡圖，可實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)和偏航自由度，其中所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1能實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)自由度，下平臺5為固定平臺，中心約束桿4為中間約束機構(gòu)，具有移動自由度的連桿2為伸縮桿結(jié)構(gòu)，由于中心約束桿4的一端與下平臺5(固定平臺)的中心固聯(lián)，另一端通過球副和上平臺6相連，另兩根具有移動自由度的連桿2的兩端通過球副3與上下平臺相連，分布在以中心約束桿4與平臺交點為中心的圓周上，其交點與圓心的連線成直角；當(dāng)兩根具有移動自由度的連桿2的長度發(fā)生變化時，即可實現(xiàn)上平臺、繞中心約束桿4的兩自由度旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)和偏航角度相互不耦合的運動，而當(dāng)這種并聯(lián)機構(gòu)兩根具有移動自由度的連桿2與平臺的鉸接點不重合，并且與中心點的夾角不是直角和平角時，并聯(lián)機構(gòu)實現(xiàn)俯仰和偏航角是耦合的。
實施例2如圖3所示(略旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1)，為本實用新型PSS型兩自由度并聯(lián)機構(gòu)簡圖，兩根具有移動自由度的連桿2的長度固定不變，其一端沿固定的導(dǎo)軌滑塊滑動連接。
權(quán)利要求1.一種新型串并聯(lián)純轉(zhuǎn)動三自由度機構(gòu)，其特征在于由旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(1)、具有移動自由度的連桿(2)、中心約束桿(4)、下平臺(5)、上平臺(6)組成，其中旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(1)的回轉(zhuǎn)軸與上平臺(6)固接；中心約束桿(4)一端與下平臺(5)的中心固聯(lián)，另一端與上平臺(6)以球副(3)相連；另兩根具有移動自由度的連桿(2)兩端分別與下、上平臺(5、6)以球副(3)相連，分布在以中心約束桿(4)與平臺交點為中心的圓周上。
2.按權(quán)利要求1所述新型串并聯(lián)純轉(zhuǎn)動三自由度機構(gòu)，其特征在于所述具有移動自由度的連桿(2)和下、上平臺(5、6)交點和兩圓心的連線成直角。
3.按權(quán)利要求1所述新型串并聯(lián)純轉(zhuǎn)動三自由度機構(gòu)，其特征在于所述具有移動自由度的連桿(2)和下、上平臺(5、6)交點和兩圓心的連線之間夾角不為0度或180度。
4.按權(quán)利要求1所述新型串并聯(lián)純轉(zhuǎn)動三自由度機構(gòu)，其特征在于所述具有移動自由度的連桿(2)為伸縮桿結(jié)構(gòu)或?qū)к壔瑝K滑動連接結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及一種三自由度純轉(zhuǎn)動機構(gòu)，具體是一種新型串并聯(lián)純轉(zhuǎn)動三自由度機構(gòu)。由旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、具有移動自由度的連桿、中心約束桿、下平臺、上平臺組成，其中旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)軸與上平臺固接；中心約束桿一端與下平臺的中心固聯(lián)，另一端與上平臺以球副相連；另兩根具有移動自由度的連桿兩端分別與下、上平臺以球副相連，分布在以中心約束桿與平臺交點為中心的圓周上。本實用新型可實現(xiàn)繞三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動聯(lián)動，其中滾轉(zhuǎn)自由度可實現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)，另外兩個旋轉(zhuǎn)自由度轉(zhuǎn)動范圍要求不大，且要求機構(gòu)的剛度高、截面積小的應(yīng)用場合。
文檔編號F16M11/02GK2570594SQ0227511
公開日2003年9月3日 申請日期2002年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
發(fā)明者徐志剛, 房立金, 王洪光, 陳書宏 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所