一種多轉(zhuǎn)動中心兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種多轉(zhuǎn)動中心兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其包括定平臺、動平臺和連接這兩個平臺的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支，每個活動分支均由移動副P1、轉(zhuǎn)動副R1、轉(zhuǎn)動副R2、轉(zhuǎn)動副R3和轉(zhuǎn)動副R4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；轉(zhuǎn)動副R3的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互平行；轉(zhuǎn)動副R4的軸線與轉(zhuǎn)動副R3的軸線相互垂直；上述移動副P1、轉(zhuǎn)動副R4分別與定平臺、動平臺傾斜連接，且傾斜角度相等，轉(zhuǎn)動副R1的軸線和轉(zhuǎn)動副R4的軸線相交于空間一點。本實用新型具有兩個轉(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(yīng)用前景。
【專利說明】
一種多轉(zhuǎn)動中心兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及機器人領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]具有兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度的并聯(lián)機構(gòu)在機械工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]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(fù)雜度。因此，通過合理的設(shè)計來減少或消除機構(gòu)的伴隨運動是在進行機構(gòu)設(shè)計時需要解決的一個問題。
[0004]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(shè)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】

[0005]本實用新型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)。
[0006]本實用新型主要內(nèi)容包括定平臺、動平臺和連接這兩個平臺的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支，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轉(zhuǎn)動副R3與第四連桿的一端連接，該第四連桿的另一端通過R4與動平臺連接;上述移動副P1、轉(zhuǎn)動副R4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;轉(zhuǎn)動副R3的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互平行;轉(zhuǎn)動副R4的軸線與轉(zhuǎn)動副R3的軸線相互垂直;轉(zhuǎn)動副Rl的軸線與轉(zhuǎn)動副R4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;分支中兩個軸線相互垂直的轉(zhuǎn)動副R3和轉(zhuǎn)動副R4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。
[0007]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0008]1、本實用新型具有兩個轉(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。
[0009]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】
[0010]圖1是本實用新型實施例1的立體示意圖
[0011]圖2是本實用新型實施例2的立體示意圖
[0012]圖3是本實用新型實施例3的立體示意圖
【具體實施方式】
[0013]實施例1
[0014]在圖1所示的多轉(zhuǎn)動中心兩轉(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，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的另一端通過轉(zhuǎn)動副R3與第四連桿6的一端連接，該第四連桿6的另一端通過R4與動平臺2連接;其中，移動副P1、轉(zhuǎn)動副R4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;轉(zhuǎn)動副R3的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互平行;轉(zhuǎn)動副R4的軸線與轉(zhuǎn)動副R3的軸線相互垂直;轉(zhuǎn)動副Rl的軸線與轉(zhuǎn)動副R4的軸線相交于空間一點。
[0015]實施例2
[0016]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，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的另一端通過萬向鉸鏈U2與動平臺2連接;萬向鉸鏈Ul由兩個軸線垂直相交的轉(zhuǎn)動副構(gòu)成，萬向鉸鏈U2由兩個軸線垂直相交的轉(zhuǎn)動副構(gòu)成;萬向鉸鏈Ul中與第一連桿3相連的轉(zhuǎn)動副的軸線與移動副Pl的軸線平行，萬向鉸鏈U2中與第三連桿5相連的轉(zhuǎn)動副的軸線與萬向鉸鏈Ul中與第三連桿5相連的轉(zhuǎn)動副的軸線平行;移動副P1、萬向鉸鏈U2中與動平臺2相連的轉(zhuǎn)動副分別與定平臺1、動平臺2傾斜布置，且傾斜角度相等;萬向鉸鏈Ul中與第一連桿3相連的轉(zhuǎn)動副的軸線與萬向鉸鏈U2中與動平臺2相連的轉(zhuǎn)動副的軸線相交于空間一點。
[0017]實施例3
[0018]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，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的另一端通過萬向鉸鏈U2與動平臺2連接;萬向鉸鏈U2由兩個軸線垂直相交的轉(zhuǎn)動副構(gòu)成;轉(zhuǎn)動副R2的軸線與圓柱副Cl的軸線相互垂直，萬向鉸鏈U2中與第三連桿5相連的轉(zhuǎn)動副的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互平行；圓柱副Cl、萬向鉸鏈U2中與動平臺2相連的轉(zhuǎn)動副分別與定平臺1、動平臺2傾斜布置，且傾斜角度相等;萬向鉸鏈U2中與動平臺2相連的轉(zhuǎn)動副的軸線與圓柱副Cl的軸線相交于空間一點。
【主權(quán)項】
1.一種多轉(zhuǎn)動中心兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其包括定平臺、動平臺和連接這兩個平臺的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支，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轉(zhuǎn)動副R3與第四連桿的一端連接，該第四連桿的另一端通過R4與動平臺連接;上述移動副Pl、轉(zhuǎn)動副R4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;轉(zhuǎn)動副R3的軸線與轉(zhuǎn)動副R2的軸線相互平行;轉(zhuǎn)動副R4的軸線與轉(zhuǎn)動副R3的軸線相互垂直;轉(zhuǎn)動副Rl的軸線與轉(zhuǎn)動副R4的軸線相交于空間一點。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多轉(zhuǎn)動中心兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于:所述每個活動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所述的多轉(zhuǎn)動中心兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于:所述每個活動分支中兩個軸線相互垂直的轉(zhuǎn)動副R3和轉(zhuǎn)動副R4替換為一個萬向鉸鏈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多轉(zhuǎn)動中心兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于:所述每個活動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。
【文檔編號】B25J9/00GK205614651SQ201620345459
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】陳子明, 張揚, 成棟良, 黃坤, 劉曉檬
【申請人】燕山大學