本發(fā)明涉及平面機構學領域，特別涉及一種并聯機構。

背景技術：

并聯機構一般由多個運動支鏈構成，與串聯機構相比，因其具有運動慣量低、剛度大、負載能力強等優(yōu)點，已經廣泛應用到了現代技術的多個領域。并聯機構的關節(jié)數目通常大于機構的自由度數，這導致機構中存在許多被動關節(jié)，增加了制造、裝配成本，甚至影響機構的運動精度。而平面兩自由度并聯機器機構是自由度最少的并聯機構，且其具有結構簡單、易于控制、經濟性好等優(yōu)勢，使得平面并聯機器人在機械制造、建筑業(yè)、食品、電子商務和醫(yī)藥等行業(yè)的自動化生產線上的應用十分廣泛。

現有的平面二自由度并聯機構中，其輸出往往是機構上某點在平面上的運動，而在工程應用中，尤其是對動平臺運動需要同時具有升降和翻轉功能，例如物料裝卸設備(或載人設備)，在物料搬移過程中需要并聯機構的動平臺在水平位姿下進行升降運動，在裝卸過程中又需要動平臺進行翻轉運動。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種動平臺的輸出具有水平位姿下的上下移動，垂直于平面的左右轉動及其組合運動的含耦合支鏈的平面二自由并聯機構。

本發(fā)明包括6個連桿、3個滑塊以及相互連接構成的移動副和轉動副，第一連桿為固定連桿，第四連桿為末端執(zhí)行器，其中第一連桿的一端通過轉動副r1與第二連桿的一端連接，第一連桿的另一端設有第一滑塊構成移動副p3，第二連桿的另一端通過移動副p1與第三連桿的一端連接，第三連桿的另一端通過轉動副r2與第四連桿的一端連接，第四連桿的另一端設有第二滑塊構成移動副p2，第五連桿的一端通過轉動副r4與第二滑塊連接，第五連桿的另一端通過轉動副r6與第一連桿的中部連接，第六連桿的一端通過轉動副r3與第四連桿的中部連接，第六連桿的另一端通過轉動副r5與第一滑塊連接，第五連桿或第六連桿的中心部位設有第三滑塊構成移動副p4，第五連桿或第六連桿的中心部位通過轉動副r7與第三滑塊連接；所述第五連桿與第六連桿的長度相等。

本發(fā)明與現有技術相比具有如下優(yōu)點：

1、通過選取不同的移動副作為運動輸入，可實現末端執(zhí)行器的升降和傾翻運動，可選擇任意兩個滑塊作為運動輸入，也可選擇一個滑塊作為運動輸入，根據選擇的運動輸入方式的不同可實現多種運動，運動空間大，此種結構能夠滿足多種應用場合。

2、該平面兩自由度并聯機構支鏈較少，被動運動關節(jié)少，結構簡單且易于控制，經濟性好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的示意簡圖；

圖2是本發(fā)明實施例1第一連桿相對于第四連桿平行升降示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例1第一連桿相對于第四連桿翻轉示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例2的示意簡圖。

圖中：1、第一連桿，2、第二連桿，3、第三連桿，4、第四連桿，5、第二滑塊，6、第五連桿，7、第三滑塊，8、第六連桿，9、第一滑塊。

具體實施方式

實施例1

在圖1-3所示的含耦合支鏈的平面兩自由度并聯機構示意圖中，第一連桿1為固定連桿，第四連桿4為末端執(zhí)行器，第一連桿的一端通過轉動副r1與第二連桿2的一端連接，第一連桿1的另一端設有第一滑塊9構成移動副p3，第二連桿的另一端通過移動副p1與第三連桿3的一端連接，第三連桿的另一端通過轉動副r2與第四連桿4的一端連接，第四連桿的另一端設有第二滑塊5構成移動副p2，第五連桿6的一端通過轉動副r4與第二滑塊連接，第五連桿的另一端通過轉動副r6與第一連桿的中部連接，第六連桿8的一端通過轉動副r3與第四連桿4的中部連接，第六連桿的另一端通過轉動副r5與第一滑塊連接，第六連桿的中心部位設有第三滑塊7構成移動副p4，第五連桿的中心部位通過轉動副r7與第三滑塊連接；為了具有更好的穩(wěn)定性，第五連桿6與第六連桿8的長度相等。

下面具體分析本機構的運動方式：

當處于初始位置時，第一連桿1和第四連桿4相互平行，將第三滑塊7鎖死，驅動第一滑塊9或第二滑塊5，可實現末端執(zhí)行器相對于固定連桿的升降。

可選取第一滑塊9、第二滑塊5和第三滑塊7中任意兩個作為驅動。

針對第一滑塊9和第二滑塊5作為驅動時：同向驅動第一滑塊9和第二滑塊5，可實現第四連桿4平行于第一連桿1的升降；異向驅動第一滑塊9和第二滑塊5，可實現第四連桿4的翻轉運動；若僅驅動第一滑塊9與第二滑塊5中的一個，鎖死另一個，第四連桿4仍可實現繞垂直于平面某點的轉動。

針對第二滑塊5和第三滑塊7作為驅動時：同時驅動第二滑塊5和第三滑塊7，則第四連桿4可實現繞垂直于平面某點的轉動的同時，相對第一連桿1上下移動。

針對第一滑塊9和第三滑塊7作為驅動時：同時驅動第一滑塊9和第三滑塊7，則第四連桿4可實現繞垂直于平面某點的轉動的同時，相對第一連桿1上下移動。若第四連桿4上為座椅或者將座椅設置在第四連桿4上，則可實現座椅的升降與垂直于平面的翻轉的組合運動。

可將至少一個此機構設置在座椅座面下，一般可設置兩個相互平行的本實施例的二自由度平面結構放置在座椅座面下，座椅座面可與第四連桿4固定在一起，也可將座椅座面作為第四連桿4，還可在第三連桿3上設置腳踏板，當驅動到某一位置時，可實現第三連桿3和第四連桿4幾乎處于同一條直線上的情形，即相應地實現坐姿和站姿的切換。

實施例2

第五連桿的中心部位設有第三滑塊7構成移動副p4，第六連桿的中心部位通過轉動副r7與第三滑塊連接；其它部件與連接關系與實施例1的相同。

本發(fā)明實施例還可用來搬運貨物，將裝貨平臺或裝貨箱體設置在第四連桿4上，即可實現貨物的轉運和傾倒。

可以看出，本發(fā)明可選擇任意兩個滑塊作為輸入，根據選擇的輸入滑塊的不同和輸入運動的方向不同，可得到多種不同的運動軌跡和運動結果，可滿足多種場合的需要，本機構可廣泛推廣運用。

為了增加固定連桿的穩(wěn)定性和剛度，可相互平行設置多個本發(fā)明的平面兩自由度并聯機構，同步驅動同一個運載設備。

應當理解，以上所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。

技術特征：

技術總結
一種含耦合支鏈的平面兩自由度并聯機構，其包括6個連桿、3個滑塊，第一連桿為固定連桿，第四連桿為末端執(zhí)行器，第一連桿的一端與第二連桿的一端連接，第一連桿的另一端設有第一滑塊，第二連桿的另一端與第三連桿的一端連接，第三連桿的另一端與第四連桿的一端連接，第四連桿的另一端設有第二滑塊，第五連桿的一端與第二滑塊連接，第五連桿的另一端與第一連桿的中部連接，第六連桿的一端與第四連桿的中部連接，第六連桿的另一端與第一滑塊連接，第五連桿或第六連桿的中心部位設有第三滑塊，第五連桿或第六連桿的中部與第三滑塊連接。本發(fā)明通過選取不同的移動副作為運動輸入，可實現末端執(zhí)行器的升降和傾翻運動，應用范圍廣。

技術研發(fā)人員：史小華;葛晨優(yōu);朱家增;廖梓宇;林賽
受保護的技術使用者：燕山大學
技術研發(fā)日：2017.04.17
技術公布日：2017.07.14