專利名稱：可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用于基于串、并聯(lián)機(jī)構(gòu)的醫(yī)療機(jī)器人，仿生機(jī)器人，類人機(jī)器人，虛擬軸機(jī)床及其它需要變構(gòu)型的機(jī)器人或機(jī)械設(shè)備的虎克鉸，屬于機(jī)器人機(jī)構(gòu)研究領(lǐng)域，具體涉及一種可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)構(gòu)是由多個并行鏈構(gòu)成的閉環(huán)運(yùn)動系統(tǒng)，即由多個運(yùn)動鏈的一端同時與一個具有多個自由度的終端操作器相連而構(gòu)成。并聯(lián)機(jī)構(gòu)始于Mewart-Gough并聯(lián)平臺，隨后，由于其特有的優(yōu)點(diǎn)，Hunt進(jìn)一步將它推廣為并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。在此之后，許多機(jī)構(gòu)學(xué)研究者都倡議使用這種并聯(lián)機(jī)構(gòu)。并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)較高的剛度重量比，剛度較大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；較高的載荷重量比；誤差小，精度高；容易實現(xiàn)高速運(yùn)動；在位置求解上，正解困難反解卻非常容易。并聯(lián)機(jī)器人是機(jī)、電、計算機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物，其應(yīng)用幾乎涉及現(xiàn)代尖端技術(shù)的各個領(lǐng)域。如機(jī)器人、虛擬軸機(jī)床、運(yùn)載工具模擬器、六維微調(diào)機(jī)構(gòu)、空間位姿測量機(jī)、 六維力矩測量器等。目前，并聯(lián)機(jī)構(gòu)大多仍是以Mewart-Gough并聯(lián)平臺為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)， 即由具有固定運(yùn)動形式的運(yùn)動鏈組成的具有固定構(gòu)型和自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。雖然其結(jié)構(gòu)形式和驅(qū)動方式在不斷的變化，但其機(jī)構(gòu)構(gòu)型和自由度均不能變化。為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的多樣化及社會需求的快速變化，具有可變構(gòu)型和可變自由度的機(jī)器人在現(xiàn)代化及自動化的工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)成為一個重要的研究方向，如基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的虛擬軸機(jī)床制造系統(tǒng)，隨著個性化零件需求的增多，需要不斷調(diào)整其構(gòu)型和驅(qū)動自由度以節(jié)省能源。因此，目前急需開發(fā)一種具有可變自由度能力的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可以保持其優(yōu)點(diǎn)并改變傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)組裝后具有固定的構(gòu)型和自由度的情況，以適應(yīng)現(xiàn)代化需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有隨環(huán)境變化構(gòu)型和自由度能力的可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它包括固定平臺和設(shè)置在所述的固定平臺上方的動平臺，在所述的固定平臺和動平臺之間均勻的連接有三條結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)動鏈，每條運(yùn)動鏈包括圓柱副連桿I，所述的圓柱副連桿I的一端與圓柱副連桿II的一端通過圓柱副相連，所述的圓柱副連桿I和圓柱副連桿II的另一端分別設(shè)置有一個可變構(gòu)型虎克鉸，每一個可變構(gòu)型虎克鉸包括帶有長短軸的十字形連接件，一個U形件的兩個頂部開口端各自通過軸承轉(zhuǎn)動副與所述的帶有長短軸的十字形連接件的長軸的兩端分別轉(zhuǎn)動相連，在所述的 U形件的底部中間固定連接有一個U形件連桿，它還包括環(huán)形件，兩個滑塊各自通過滑塊軸承轉(zhuǎn)動副與所述的帶有長短軸的十字形連接件的短軸的兩端轉(zhuǎn)動相連，所述的兩滑塊通過連接件能夠固定連接在所述的環(huán)形件的內(nèi)環(huán)側(cè)壁任意位置上，兩個可變構(gòu)型虎克鉸的環(huán)形件的外環(huán)側(cè)壁分別與圓柱副連桿I和圓柱副連桿II的另一端固定相連，兩個可變構(gòu)型虎克鉸的U形件連桿分別與固定平臺和動平臺固定相連。與現(xiàn)有并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明提出的具有可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有以下有益效果1.本發(fā)明通過引入可變構(gòu)型虎克鉸與圓柱副的特別裝配，使得該并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動支鏈具有4、5、6自由度并在這三種自由度間任意改變的能力。2.本發(fā)明通過引入可變構(gòu)型虎克鉸與圓柱副的特別裝配的運(yùn)動鏈，使得該機(jī)構(gòu)具有按任意兩個1到6的數(shù)字之間改變自由度的能力。3.本發(fā)明通過引入可變構(gòu)型虎克鉸與圓柱副的特別裝配的運(yùn)動鏈，使得該機(jī)構(gòu)具有以不同的調(diào)節(jié)構(gòu)型實現(xiàn)任一小于6的自由度的能力。4.本發(fā)明通過引入可變構(gòu)型虎克鉸，可以在保持機(jī)構(gòu)自由度的同時改變并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間以適應(yīng)不同的環(huán)境需求。5.本發(fā)明專利對運(yùn)動支鏈的幾何裝配保持了傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的所有優(yōu)點(diǎn)。6.本發(fā)明對于運(yùn)動支鏈的對稱分布給機(jī)構(gòu)通過幾何約束改變自由度提供了條件， 同時也保持了傳統(tǒng)對稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間及其它運(yùn)動特性對稱的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的一種具有可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)示意圖，此時機(jī)構(gòu)具有6自由度；圖2為本發(fā)明的一種具有可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各組成部分的示意圖；圖3為本發(fā)明運(yùn)動支鏈的各組成部分及6自由度構(gòu)型的示意圖；圖4-1、4_2和4-3為本發(fā)明運(yùn)動支鏈具有5，4自由度時的不同構(gòu)型；圖5、6、7、8、9和10為本發(fā)明可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有5到1自由度的不同構(gòu)型；圖11為圖1中所示的可變構(gòu)型虎克鉸的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為圖11中所示的虎克鉸的各組成部分的示意圖；圖13-1-13-2為圖11中所示的虎克鉸的兩旋轉(zhuǎn)自由度的運(yùn)動形式；圖14為圖11中所示的虎克鉸的滑塊沿環(huán)形件內(nèi)槽轉(zhuǎn)動改變旋轉(zhuǎn)軸線的相對位置的運(yùn)動形式；圖15-16為圖11中所示的虎克鉸的所特有的幾種典型的構(gòu)型形式。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例，并參照附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明本發(fā)明基于變胞機(jī)構(gòu)原理。圖1、圖2分別為本發(fā)明一種可變自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)示意圖和各組成部分的示意圖。本發(fā)明由固定平臺1、運(yùn)動鏈12、運(yùn)動鏈113、運(yùn)動鏈1114、動平臺5等組成?？勺冏杂啥鹊牟⒙?lián)機(jī)構(gòu)，它包括固定平臺1和設(shè)置在所述的固定平臺上方的動平臺5，在所述的固定平臺和動平臺之間均勻的連接有三條結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)動鏈(包括運(yùn)動鏈12、運(yùn)動鏈113和運(yùn)動鏈III4)，每條運(yùn)動鏈包括圓柱副連桿11003，所述的圓柱副連桿 11003的一端與圓柱副連桿II1004的一端通過圓柱副相連，所述的圓柱副連桿I和圓柱副連桿II的另一端分別設(shè)置有一個可變構(gòu)型虎克鉸(包括可變構(gòu)型虎克鉸IlOl和可變構(gòu)型虎克鉸II102)，每一個可變構(gòu)型虎克鉸包括帶有長短軸的十字形連接件112，一個U形件1001、1006的兩個頂部開口端各自通過軸承轉(zhuǎn)動副(U形件軸承201，軸承上通過軸承蓋固定螺釘103設(shè)置有軸承蓋110 與所述的帶有長短軸的十字形連接件的長軸的兩端分別轉(zhuǎn)動相連，在所述的U形件的底部中間固定連接有一個U形件連桿1101，它還包括環(huán)形件 1002、1005，兩個滑塊113各自通過滑塊軸承轉(zhuǎn)動副301與所述的帶有長短軸的十字形連接件112的短軸的兩端轉(zhuǎn)動相連，所述的兩滑塊通過連接件能夠固定連接在所述的環(huán)形件的內(nèi)環(huán)側(cè)壁任意位置上，兩個可變構(gòu)型虎克鉸的環(huán)形件的外環(huán)側(cè)壁可以通過固定連接在環(huán)形件上的環(huán)形件連桿402分別與圓柱副連桿I和圓柱副連桿II的另一端固定相連或者兩個可變構(gòu)型虎克鉸的環(huán)形件的外環(huán)側(cè)壁可以分別直接與圓柱副連桿I和圓柱副連桿II的另一端固定相連。兩個可變構(gòu)型虎克鉸(包括可變構(gòu)型虎克鉸IlOl和可變構(gòu)型虎克鉸II102) 的U形件連桿分別與固定平臺和動平臺固定相連。在使用中為了保持清潔，可變構(gòu)型虎克鉸的環(huán)形件可以通過端蓋固定螺釘501與環(huán)形件端蓋115固定連接。優(yōu)選的在所述的環(huán)形件的內(nèi)環(huán)側(cè)壁上沿其圓周方向上開有環(huán)形凹槽401，所述的兩滑塊113可以沿環(huán)形凹槽滑動并通過連接件能夠固定連接在所述的環(huán)形凹槽內(nèi)任意位置。這樣可以使滑塊位置調(diào)整方便，定位準(zhǔn)確。環(huán)形件的環(huán)形凹槽與滑塊構(gòu)成以帶有長短軸的十字形連接件的長軸為中心的轉(zhuǎn)動副，滑塊通過滑塊固定螺栓502及滑塊上的定位孔與環(huán)形件上的定位孔固定，從而固定滑塊在環(huán)形件的環(huán)形凹槽中的位置。圖3為本發(fā)明的由可變構(gòu)型虎克鉸和圓柱副組成的運(yùn)動鏈?zhǔn)疽鈭D。由于本發(fā)明的三條鏈的結(jié)構(gòu)相同，因此圖3所示為一個通用的運(yùn)動鏈形式，對本發(fā)明的三條鏈均適用。 運(yùn)動鏈由可變構(gòu)型虎克鉸1101、圓柱副連桿11003、圓柱副連桿111004、可變構(gòu)型虎克鉸 II102等組成。可變構(gòu)型虎克鉸IlOl的U形件1001與固定平臺1固定連接。可變構(gòu)型虎克鉸IlOl的環(huán)形件1002與圓柱副連桿11003的一端固定連接。圓柱副連桿11003的另一端通過圓柱副與圓柱副連桿II1004的一端連接。圓柱副連桿II1004的另一端與可變構(gòu)型虎克鉸II102的環(huán)形件1005固定連接?？勺儤?gòu)型虎克鉸II102的U形件1006與動平臺5 固定連接。圖3所示，當(dāng)運(yùn)動鏈兩端的兩可變構(gòu)型虎克鉸IlOl和II102的環(huán)形件1002和1005 的轉(zhuǎn)動副軸線10021和10051均與連桿中間的圓柱副軸線不共線時，運(yùn)動鏈具有6自由度 (每個可變構(gòu)型虎克鉸具有兩個自由度，圓柱副具有移動和轉(zhuǎn)動兩個自由度)。圖4-1所示， 在圖3構(gòu)型的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)可變構(gòu)型虎克鉸IlOl的環(huán)形件1002的轉(zhuǎn)動副軸線10021與連桿中間的圓柱副軸線共線時，運(yùn)動鏈具有5自由度(可變構(gòu)型虎克鉸IlOl的沿帶有長短軸的十字形連接件的短軸的自由度失去作用)。圖4-2所示，在圖3構(gòu)型的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)可變構(gòu)型虎克鉸II102的環(huán)形件1005的轉(zhuǎn)動副軸線1005 1與連桿中間的圓柱副軸線共線時，運(yùn)動鏈同樣具有5自由度(可變構(gòu)型虎克鉸II102的沿帶有長短軸的十字形連接件的短軸的自由度失去作用)。圖4-3所示，當(dāng)同時調(diào)節(jié)運(yùn)動鏈兩端的可變構(gòu)型虎克鉸IlOl和II102的環(huán)形件1002和1005的轉(zhuǎn)動副軸線10021和10051與連桿中間的圓柱副軸線共線時，運(yùn)動鏈具有4自由度(可變構(gòu)型虎克鉸IIlOl和II102的沿帶有長短軸的十字形連接件的短軸的自由度均失去作用)。
本發(fā)明可變自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，運(yùn)動鏈12、運(yùn)動鏈113、運(yùn)動鏈III4對稱分布，如圖2所示，當(dāng)三條運(yùn)動鏈均處于圖3所示的6自由度構(gòu)型時，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有6個自由度(如圖2所示坐標(biāo)系oxyz，動平臺5具有繞坐標(biāo)軸x、y、z方向的三個轉(zhuǎn)動和沿坐標(biāo)軸x、y、z方向的三個平動的6個自由度，其中平動的自由度由平行于相應(yīng)坐標(biāo)軸的直線箭頭表示，轉(zhuǎn)動由繞相應(yīng)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)箭頭表示。另外，坐標(biāo)系oxyz的圓心ο在固定平臺1的幾何中心， 坐標(biāo)軸χ、y在固定平臺1的平面內(nèi)，且坐標(biāo)軸χ平行于運(yùn)動鏈12的可變構(gòu)型虎克鉸IlOl 的帶有長短軸的十字形連接件10021的長軸方向，坐標(biāo)系oxyz的坐標(biāo)軸ζ垂直于固定平臺 1的平面，以下圖中坐標(biāo)系的建立均按照此方式)。圖5所示，在圖1構(gòu)型基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)運(yùn)動鏈12到圖4-1所示5自由度構(gòu)型，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有5個自由度(動平臺5具有繞坐標(biāo)軸χ、 y、z方向的三個轉(zhuǎn)動和沿坐標(biāo)軸y、z方向的兩個平動的5個自由度，其中沿運(yùn)動鏈12的可變構(gòu)型虎克鉸IlOl的帶有長短軸的十字形連接件10021的長軸方向，即沿坐標(biāo)軸χ方向的移動被限制)。圖6所示，在圖5構(gòu)型基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)運(yùn)動鏈113到圖4-1所示5自由度構(gòu)型， 并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有4個自由度(動平臺5具有繞坐標(biāo)軸x、y、z方向的三個轉(zhuǎn)動和沿坐標(biāo)軸ζ方向的一個平動的4個自由度，其中沿坐標(biāo)軸x、y方向的移動被限制)。圖7所示，在圖6構(gòu)型基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)運(yùn)動鏈III4到圖4-1所示5自由度構(gòu)型，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有3個自由度(動平臺5具有繞坐標(biāo)軸χ、y方向的兩個轉(zhuǎn)動和沿坐標(biāo)軸ζ方向的一個平動的3個自由度，其中沿坐標(biāo)軸ζ方向的轉(zhuǎn)動和沿坐標(biāo)軸χ、y方向的移動被限制)。圖8所示，在圖7構(gòu)型基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)運(yùn)動鏈12到圖4-3所示4自由度構(gòu)型，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有2個自由度(動平臺5具有繞坐標(biāo)軸x、y方向的兩個轉(zhuǎn)動的2自由度，沿坐標(biāo)軸ζ方向的轉(zhuǎn)動和沿坐標(biāo)軸x、y、z方向的移動被限制，但是當(dāng)此機(jī)構(gòu)處于動平臺5與固定平臺1平行且三個支鏈長度相等的狀態(tài)時，動平臺將增加一個沿坐標(biāo)軸ζ方向的移動自由度而變?yōu)?自由度，此時機(jī)構(gòu)可以沿坐標(biāo)軸ζ方向做移動運(yùn)動而保持其與固定平臺1的平行狀態(tài)，一旦動平臺5旋轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)變回2旋轉(zhuǎn)自由度，因此該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動具有分叉現(xiàn)象，即一邊是保持動平臺5與固定平臺1平行且三個支鏈長度相等的沿坐標(biāo)軸ζ方向的移動運(yùn)動，另一邊是繞坐標(biāo)軸χ、y方向的兩個轉(zhuǎn)動運(yùn)動)。圖9所示，在圖8構(gòu)型基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)運(yùn)動鏈113到圖4-3所示4自由度構(gòu)型，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有1個自由度(動平臺5具有沿坐標(biāo)軸ζ方向的移動的一個自由度，繞坐標(biāo)軸χ、y、ζ方向的三個轉(zhuǎn)動及沿坐標(biāo)軸x、y方向的移動被限制)。圖10所示，在圖9構(gòu)型基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)運(yùn)動鏈III4到圖4-3所示4自由度構(gòu)型，并聯(lián)機(jī)構(gòu)仍具有1個自由度(該自由度與圖9所示構(gòu)型的自由度相同，即動平臺5具有沿坐標(biāo)軸ζ方向的移動的一個自由度，繞坐標(biāo)軸x、y、z 方向的三個轉(zhuǎn)動及沿坐標(biāo)軸χ、y方向的移動被限制)。以上構(gòu)型變換過程只是其中一種過程以演示該機(jī)構(gòu)的使用方法以及自由度變化。 如，類似圖5所示，在圖1構(gòu)型基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)運(yùn)動鏈113或III4到圖4-1所示5自由度構(gòu)型或調(diào)節(jié)運(yùn)動鏈12或113或III4到圖4-2所示5自由度構(gòu)型，并聯(lián)機(jī)構(gòu)同樣具有5自由度。 在圖1基礎(chǔ)上，當(dāng)調(diào)節(jié)運(yùn)動鏈12或113或III4到圖4-3所示4自由度構(gòu)型，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有 4自由度。由此，該并聯(lián)機(jī)構(gòu)個自由度構(gòu)型將有數(shù)種調(diào)節(jié)方法，其中5自由度有6種實現(xiàn)構(gòu)型，4自由度有15種構(gòu)型，3自由度有20種構(gòu)型，2自由度有15種構(gòu)型，1自由度有7種構(gòu)型。另外，該機(jī)構(gòu)的自由度不需要一個自由度一個自由度調(diào)節(jié)，可以從6自由度一步到1自由度或任意兩個1到6的自由度間轉(zhuǎn)換。本并聯(lián)機(jī)構(gòu)保持了傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的所有優(yōu)點(diǎn)，可用于需要變自由度的機(jī)器人或機(jī)械設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在使用過程中，固定平臺可以與基座相連，動平臺可以與操作器如機(jī)械手、夾持器、加工刀具等相連。本發(fā)明機(jī)構(gòu)的驅(qū)動可以選擇每條鏈的圓柱副或連接在固定平臺上的可變構(gòu)型虎克鉸的轉(zhuǎn)動副，具體的驅(qū)動部分不屬于本發(fā)明的范疇，在此不再贅述。下面再結(jié)合圖11-16對可變構(gòu)型虎克鉸的運(yùn)動方式加以詳細(xì)說明如圖13-1、圖13-2所示，當(dāng)滑塊113固定在環(huán)形件的環(huán)形凹槽401中的一個位置后，U形件連桿1101與環(huán)形件連桿402具有繞帶有長短軸的十字形連接件112的長短軸轉(zhuǎn)動的兩自由度相對運(yùn)動，環(huán)形件連桿402與帶有長短軸的十字形連接件112的短軸具有固定的相對位置。如圖14所示，當(dāng)滑塊113沿環(huán)形件的環(huán)形凹槽401旋轉(zhuǎn)任意角度到另一個位置固定后，環(huán)形件連桿402與帶有長短軸的十字形連接件112的短軸將會有新的相對位置，U形件連桿1101與環(huán)形件連桿402繞帶有長短軸的十字形連接件112的長短軸轉(zhuǎn)動的兩自由度相對運(yùn)動的工作空間也有所變化。由此在傳統(tǒng)的虎克鉸的基礎(chǔ)上，本發(fā)明通過增加一個帶有環(huán)形凹槽的環(huán)形件與滑塊113形成的轉(zhuǎn)動副實現(xiàn)了帶有環(huán)形凹槽的環(huán)形件的轉(zhuǎn)動副軸線(帶有長短軸的十字形連接件112的短軸)相對環(huán)形件連桿402任意調(diào)整的功能。當(dāng)把該鉸鏈通過U形件連桿1101 和環(huán)形件連桿402裝配到機(jī)器人機(jī)構(gòu)中后，可以通過調(diào)整帶有長短軸的十字形連接件112 的短軸來改變鉸鏈的帶有環(huán)形凹槽的環(huán)形件的轉(zhuǎn)動副軸線相對于環(huán)形件連桿402的方向， 從而改變該鉸鏈所在機(jī)構(gòu)支鏈的幾何約束狀態(tài)及整個機(jī)構(gòu)的自由度，使機(jī)構(gòu)具有可變構(gòu)型和變自由度的功能。圖15、圖16所示為本發(fā)明的兩個典型構(gòu)型。其中圖15所示，帶有環(huán)形凹槽的環(huán)形件的轉(zhuǎn)動副軸線(帶有長短軸的十字形連接件112的短軸)與環(huán)形件連桿402互相垂直， 此構(gòu)型與傳統(tǒng)虎克鉸相似。圖16所示，帶有環(huán)形凹槽的環(huán)形件的轉(zhuǎn)動副軸線(帶有長短軸的十字形連接件112的短軸)與環(huán)形件連桿402共線，此為一特殊構(gòu)型，傳統(tǒng)虎克鉸沒有見過類似構(gòu)型。本發(fā)明中，帶有環(huán)形凹槽的環(huán)形件的轉(zhuǎn)動副軸線(帶有長短軸的十字形連接件112的短軸)與環(huán)形件連桿402可以成任意角度，如圖14所示為一任意位置，因此，可以根據(jù)實際需要改變此位置。
權(quán)利要求
1.可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它包括固定平臺和設(shè)置在所述的固定平臺上方的動平臺， 在所述的固定平臺和動平臺之間均勻的連接有三條結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)動鏈，其特征在于每條運(yùn)動鏈包括圓柱副連桿I，所述的圓柱副連桿I的一端與圓柱副連桿II的一端通過圓柱副相連，所述的圓柱副連桿I和圓柱副連桿II的另一端分別設(shè)置有一個可變構(gòu)型虎克鉸，每一個可變構(gòu)型虎克鉸包括帶有長短軸的十字形連接件，一個U形件的兩個頂部開口端各自通過軸承轉(zhuǎn)動副與所述的帶有長短軸的十字形連接件的長軸的兩端分別轉(zhuǎn)動相連，在所述的U形件的底部中間固定連接有一個U形件連桿，它還包括環(huán)形件，兩個滑塊各自通過滑塊軸承轉(zhuǎn)動副與所述的帶有長短軸的十字形連接件的短軸的兩端轉(zhuǎn)動相連，所述的兩滑塊通過連接件能夠固定連接在所述的環(huán)形件的內(nèi)環(huán)側(cè)壁任意位置上，兩個可變構(gòu)型虎克鉸的環(huán)形件的外環(huán)側(cè)壁分別與圓柱副連桿I和圓柱副連桿II的另一端固定相連，兩個可變構(gòu)型虎克鉸的U形件連桿分別與固定平臺和動平臺固定相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于在所述的環(huán)形件的內(nèi)環(huán)側(cè)壁上沿其圓周方向上開有環(huán)形凹槽，所述的兩滑塊能夠沿環(huán)形凹槽滑動并通過連接件固定連接在所述的環(huán)形凹槽內(nèi)任意位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了可變自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它包括固定平臺和設(shè)置在固定平臺上方的動平臺，在固定平臺和動平臺之間均勻的連接有三條結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)動鏈，每條運(yùn)動鏈包括圓柱副連桿I，圓柱副連桿I的一端與圓柱副連桿II的一端通過圓柱副相連，圓柱副連桿I和圓柱副連桿II的另一端分別設(shè)置有一個可變構(gòu)型虎克鉸，兩個可變構(gòu)型虎克鉸的環(huán)形件的外環(huán)側(cè)壁分別與圓柱副連桿I和圓柱副連桿II的另一端固定相連，兩個可變構(gòu)型虎克鉸的U形件連桿分別與固定平臺和動平臺固定相連。本發(fā)明的運(yùn)動支鏈具有4、5、6自由度并在這三種自由度間任意改變的能力。并且本機(jī)構(gòu)具有按任意兩個1到6的數(shù)字之間改變自由度的能力。
文檔編號B25J9/08GK102179807SQ201110054780
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者戴建生, 甘東明 申請人:天津大學(xué)