一種存在多連續(xù)轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種存在多連續(xù)轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)，由定、動(dòng)平臺(tái)和連接這兩個(gè)平臺(tái)的三條完全相同的活動(dòng)分支構(gòu)成；每個(gè)分支均由與定平臺(tái)連接的下側(cè)萬向鉸、中間移動(dòng)副、與動(dòng)平臺(tái)連接的上側(cè)萬向鉸以及連接它們的連桿構(gòu)成；下側(cè)萬向鉸中與定平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線和上側(cè)萬向鉸中與動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于一點(diǎn)；下側(cè)萬向鉸中與連桿連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和上側(cè)萬向鉸中與連桿連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于另一點(diǎn)；三條分支的六個(gè)交點(diǎn)共面，構(gòu)成一個(gè)中間對(duì)稱平面；定動(dòng)平臺(tái)為全等的三角形。本發(fā)明的機(jī)構(gòu)完全對(duì)稱，可實(shí)現(xiàn)繞中間對(duì)稱平面上的任意一條直線或任意一點(diǎn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，避免了伴隨運(yùn)動(dòng)的發(fā)生，使機(jī)構(gòu)的控制變得簡(jiǎn)便。
【專利說明】
一種存在多連續(xù)轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景
[0002]具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)之間是會(huì)相互影響的。在一些兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)沒有某個(gè)方向的移動(dòng)自由度，但動(dòng)平臺(tái)的中心點(diǎn)卻可以發(fā)生這個(gè)方向的移動(dòng)。學(xué)者們將機(jī)構(gòu)中的這種在非自由度方向上的移動(dòng)稱為“伴隨運(yùn)動(dòng)”。伴隨運(yùn)動(dòng)的存在會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)的軌跡標(biāo)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(jì)來減少或消除機(jī)構(gòu)的伴隨運(yùn)動(dòng)是在進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要解決的一個(gè)問題。
[0003]很多學(xué)者曾針對(duì)兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)中的伴隨運(yùn)動(dòng)問題進(jìn)行過專門的研究，并設(shè)計(jì)出了一些沒有伴隨運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。但這些機(jī)構(gòu)都采用的是非對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式，機(jī)構(gòu)不具有各向同性，且制造和維護(hù)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)、各向同性好、制造成本低廉、易于維護(hù)的存在多連續(xù)轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明包括定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)和連接這兩平臺(tái)的三條結(jié)構(gòu)完全相同的運(yùn)動(dòng)分支。所述三條運(yùn)動(dòng)分支均由與定平臺(tái)連接的下側(cè)萬向鉸、中間移動(dòng)副、與動(dòng)平臺(tái)連接的上側(cè)萬向鉸以及連接它們的下連桿與上連桿組成。其中，下側(cè)萬向鉸中與定平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副與定平臺(tái)傾斜布置，下側(cè)萬向鉸中的另一轉(zhuǎn)動(dòng)副通過下連桿與中間移動(dòng)副的下端連接。上側(cè)萬向鉸與動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)傾斜布置，上側(cè)萬向鉸中的另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副通過上連桿與中間移動(dòng)副的上端連接。下側(cè)萬向鉸中與定平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線和上側(cè)萬向鉸中與動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于空間一點(diǎn)；下側(cè)萬向鉸中與下連桿連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和上側(cè)萬向鉸中與上連桿連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線相交于空間另一點(diǎn)。三條分支共六個(gè)交點(diǎn)，六個(gè)交點(diǎn)位于同一個(gè)中間平面上，稱為中間對(duì)稱平面。下側(cè)萬向鉸與上側(cè)萬向鉸具有完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，且相對(duì)于中間對(duì)稱平面對(duì)稱布置，且每個(gè)分支的中間移動(dòng)副的軸線均垂直于中間對(duì)稱平面。上述定、動(dòng)兩平臺(tái)為全等的三角形，且關(guān)于上述中間對(duì)稱平面對(duì)稱，即機(jī)構(gòu)位于中間對(duì)稱平面以上的部分與位于中間對(duì)稱平面以下的部分關(guān)于中間對(duì)稱平面是完全對(duì)稱的。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0007]1、本發(fā)明采用了完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，各向同性好，制造成本低廉、易于維護(hù)，且在運(yùn)動(dòng)過程中不存在伴隨運(yùn)動(dòng)。
[0008]2、本發(fā)明的機(jī)構(gòu)能夠繞機(jī)構(gòu)上下平臺(tái)中間對(duì)稱平面上的任意一條直線連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，且該對(duì)稱平面在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中始終存在，具有較多的連續(xù)轉(zhuǎn)軸。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的立體示意簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]在圖1所示的存在多連續(xù)轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)示意圖中，三條結(jié)構(gòu)完全相同的運(yùn)動(dòng)分支連接定平臺(tái)1、和動(dòng)平臺(tái)4。每條分支中的下側(cè)萬向鉸UI中與定平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副Ull與定平臺(tái)傾斜布置，下側(cè)萬向鉸中的另一轉(zhuǎn)動(dòng)副U12通過下連桿2與中間移動(dòng)副P2的下端連接，中間移動(dòng)副P2與下側(cè)萬向鉸內(nèi)的U12的軸線相互異面;上側(cè)萬向鉸U3與動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副U32與動(dòng)平臺(tái)傾斜布置，上側(cè)萬向鉸中的另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副U31通過上連桿3與中間移動(dòng)副的上端連接，中間移動(dòng)副P2與上側(cè)萬向鉸內(nèi)的U31的軸線相互異面;下側(cè)萬向鉸中與定平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副Ul I的軸線和上側(cè)萬向鉸中與動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副U32的軸線交于空間一點(diǎn)011，且下側(cè)萬向鉸中另一轉(zhuǎn)動(dòng)副U12與上側(cè)萬向鉸中另一轉(zhuǎn)動(dòng)副U31的軸線相交于空間一點(diǎn)012，該兩點(diǎn)011與012為該分支的分支兩個(gè)中心點(diǎn)；上述三條活動(dòng)分支的6個(gè)分支中心點(diǎn)011、012，021、022，031、032共面，且構(gòu)成了一個(gè)中間平面S，為中間對(duì)稱平面。該分支中下側(cè)萬向鉸Ul與上側(cè)萬向鉸U2在結(jié)構(gòu)上完全對(duì)稱，且運(yùn)動(dòng)副組合U12—下連桿一 P2與運(yùn)動(dòng)副組合U31—上連桿一 P2在結(jié)構(gòu)上也完全對(duì)稱，且相對(duì)于中間對(duì)稱平面對(duì)稱布置。上述定、動(dòng)兩平臺(tái)為全等的三角形，也關(guān)于該中間對(duì)稱平面對(duì)稱，移動(dòng)副P2的軸線垂直于中間對(duì)稱平面S。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種存在多連續(xù)轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其包括定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)和連接這兩平臺(tái)的三條結(jié)構(gòu)完全相同的運(yùn)動(dòng)分支，其特征在于:所述三條運(yùn)動(dòng)分支均由與定平臺(tái)連接的下側(cè)萬向鉸、中間移動(dòng)副、與動(dòng)平臺(tái)連接的上側(cè)萬向鉸以及連接它們的下連桿與上連桿組成，其中下側(cè)萬向鉸中與定平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副與定平臺(tái)傾斜布置，下側(cè)萬向鉸中的另一轉(zhuǎn)動(dòng)副通過下連桿與中間移動(dòng)副的下端連接，上側(cè)萬向鉸與動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)傾斜布置，上側(cè)萬向鉸中的另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副通過上連桿與中間移動(dòng)副的上端連接，下側(cè)萬向鉸中與定平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和上側(cè)萬向鉸中與動(dòng)平臺(tái)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線交于空間一點(diǎn)；下側(cè)萬向鉸中與下連桿連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和上側(cè)萬向鉸中與上連桿連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線相交于空間另一點(diǎn);三條分支共六個(gè)交點(diǎn)，六個(gè)交點(diǎn)位于同一個(gè)中間平面上，稱為中間對(duì)稱平面，下側(cè)萬向鉸與上側(cè)萬向鉸具有完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，且相對(duì)于中間對(duì)稱平面對(duì)稱布置，且每個(gè)分支的中間移動(dòng)副的軸線均垂直于中間對(duì)稱平面，上述定、動(dòng)兩平臺(tái)為全等的三角形，且關(guān)于上述中間對(duì)稱平面對(duì)稱，即機(jī)構(gòu)位于中間對(duì)稱平面以上的部分與位于中間對(duì)稱平面以下的部分關(guān)于中間對(duì)稱平面是完全對(duì)稱的。
【文檔編號(hào)】B25J9/00GK106041893SQ201610565984
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月18日
【發(fā)明人】李仕華, 田志立, 李富娟, 韓雪艷, 王俊奇
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)